JP2007194915A - アンテナ装置、アンテナ反射器、並びにアンテナを内蔵する無線通信機器 - Google Patents

Abstract

【課題】高い前後比を持つとともに小型に構成されるアンテナ装置を提供する。
【解決手段】放射器としてヘリカル・ダイポール・アンテナが用いられ、反射器として導体板を稜線に沿って９０ｄｅｇで折り曲げたコーナ・リフレクタが用いられる。主偏波面に対して平行となるコーナ・リフレクタの２辺には、線状のスリット部がそれぞれ穿設されており、等価的にコーナ・リフレクタの電界方向の線路長を大きくする波長短縮効果があり、同サイズのコーナ・リフレクタを用いた場合、より大きな前後比を得ることができる。
【選択図】 図１Ａ

Description

本発明は、放射器と反射器を備え、到来方向からの電波と反射器による反射波を放射器にて合成して受信するアンテナ装置、アンテナ反射器、並びにアンテナを内蔵する無線通信機器に係り、特に、面状反射器を用いて高い指向性を持つことができるアンテナ装置、アンテナ反射器、並びにアンテナを内蔵する無線通信機器に関する。

さらに詳しくは、本発明は、高い前後比を持つとともに小型に構成されるアンテナ装置、アンテナ反射器、並びにアンテナを内蔵する無線通信機器に係り、特に、面状反射器の寸法を抑えながら高い前後比を持つアンテナ装置、アンテナ反射器、並びにアンテナを内蔵する無線通信機器に関する。

八木アンテナ（例えば、非特許文献１を参照のこと）に代表される配列アンテナは、給電素子と呼ばれる素子だけに電源を接続し、その他は電源を接続しない無給電素子で構成され、良好なアンテナ特性が得られることが知られている。

無給電素子の電流の位相は、給電素子との結合により素子の間隔や素子長によって変化する。例えば、１対の給電素子と無給電素子の２素子で構成される配列アンテナの場合、給電素子から電波到来方向とは反対側に、使用波長λのおよそ４分の１の距離に無給電素子を配置して、給電素子では到来方向からの電波と無給電素子からの反射波を同相で合成して受信することにより、良好なアンテナ利得を確保することができる。

ここで、無給電素子の電流の位相は、その素子長に依存し、素子が使用波長λの半波長λ／２以上であれば９０ｄｅｇ前後となり、半波長λ／２より短くなると２２０ｄｅｇ前後になる。

無給電素子がλ／２以上であれば、無給電素子から給電素子へ向かう前方向に向かって電界が大きくなり、あたかも放射された電波が無給電素子で反射されて給電素子の方向に放射されているかのようにみえる指向性を示し、前後比の高いアンテナを構成することができる。この場合の無給電素子は「反射器」の役目を果たし、給電素子が「放射器」となる。

一方、無給電素子がλ／２よりも短くなると、無給電素子から給電素子へ向かう前方向に向かう電界が小さくなり、逆に給電素子から無給電素子へ向かう後方向に向かう電界が大きくなる。この場合、無給電素子は、電波の放射を導く役目を果たしていると考えられ、「反射器」というよりもむしろ「導波器」と同様の働きをし、アンテナの前後比は低くなる。

したがって、放射器と反射器からなる前後比の高い受信アンテナを構成する場合、そのアンテナ・サイズは、使用波長λに対し、放射器と反射器の間隔がおよそλ／４であること、反射器の電界方向の寸法がλ／２以上であること、といった制約が課される。

八木アンテナのような配列アンテナでは、電源の極性を互いに逆に接続した（すなわち逆相配列となる）２本のアンテナ素子間において、配列の方向で最大電界を形成することができる。この種のアンテナ構成は「エンドファイヤ配列アンテナ」と呼ばれる。

エンドファイヤ配列アンテナの他の例として、反射板付きダイポール・アンテナ（例えば、特許文献１を参照のこと）を挙げることができる。反射板付きダイポール・アンテナは、反射器として作用する導体板とその表面に平行となるように配設されたダイポール・アンテナで構成される。導体板の後方には、ダイポール・アンテナとは逆相となるイメージ・アンテナが生じ、ダイポール・アンテナによる逆相の配列アンテナと等価になる。ダイポール・アンテナから放射された電波は導体板で反射されたように導体板の前面に放射され、１本のアンテナで２素子配列アンテナと同等の指向性が得られる。

また、コーナ・リフレクタ・アンテナ（例えば、特許文献２を参照のこと）は、導体板を主偏波方向の稜線に沿って所定角度ψで折り曲げた反射器（すなわちコーナ・リフレクタ）と、その稜線に平行でその頂点から使用波長λの１／４だけ離間して配置されたダイポール・アンテナで構成される。この場合、折り曲げられた導体板の各面の背後にはダイポール・アンテナに対するイメージ・アンテナがそれぞれ生じる。さらに、折り曲げられた導体板の一方の面によって他方の面のイメージ導体板がそれぞれ生じ、イメージ導体によってイメージ・アンテナに対するイメージ・アンテナが生じる。したがって、合計で３本のイメージ・アンテナを生じ、４本の配列アンテナと同等になる。ダイポール・アンテナとそのイメージ・アンテナは逆相であり、イメージ・アンテナとそのイメージ・アンテナは逆相であるから、コーナ・リフレクタ・アンテナは２組の逆相配列アンテナと等価である。そして、これら４個のアンテナによる配列アンテナの合成の指向性は、指向性の積の原理により求められる。導体板の後方には電波は反射されず、折り曲げられた２枚目平面で挟まれた狭い範囲にしか指向性を持たないことになり、鋭い指向性の単方向性アンテナを得ることができる。

ところで、最近では無線データ通信技術の適用範囲が急速に拡大してきている。例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ通信は、さまざまな業界に対して適用可能なワイヤレス接続インターフェースを提供する標準規格として知られているが、モバイル端末間を接続するためのワイヤレス通信技術を提供することができる。例えば、電話機本体と子機間の接続、携帯型音楽再生機とヘッドセット、あるいは、ステレオ・コンポとスピーカとの接続に、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ通信に基づくワイヤレス接続を適用することができる。

Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ通信の適用事例として、音響データのＳｏｕｒｃｅとしてのワイヤレス・マイクロフォンから、音響データを受信して記録装置（例えばビデオ録画装置）へ転送するＳｉｎｋとしての受信機ユニットへのデータ通信を挙げることができる。マイクロフォンをワイヤレス化することで、被撮影者の行動範囲はコードに制約されないで済む。

この場合、受信機ユニットに備えられる受信アンテナは、ワイヤレス・マイクロフォンに向かう鋭い指向性を持つことが要求される。したがって、例えば前後比の高いコーナ・リフレクタ・アンテナなど、面状反射器を備えたアンテナ装置が望ましいと思料される。

また、受信機ユニットにアンテナ装置を内蔵する場合、アンテナ装置を小型に構成する必要がある。そして、反射器の前面に放射器を配置する関係上、反射器の背後にその他の回路コンポーネントの収容場所を設けることが相当である。この場合、回路コンポーネントへの障害波を生じさせないためにも、アンテナ装置の前後比が高いことを要求される。

しかしながら、使用波長λに対し、放射器と反射器の間隔がおよそλ／４であること、反射器の電界方向（偏波方向）の寸法がλ／２以上であるという制約が課される（前述）。例えば、矩形状の平面反射器を用いて２．４５ＧＨｚを動作周波数帯とする場合、反射器の偏波方向の寸法を０．４λより小さくしてしまうと、反射器として動作しなくなり、前後比の劣悪なアンテナになってしまう（板金反射器の場合は０．４λ、誘電率ε_effの誘電体付き反射器の場合は０．４λ／√ε_eff）。前後比がよくないと、反射器の後方に配置された回路モジュールの動作への影響が懸念される。

特開平６−２６８４３３号公報 特開平９−１５３７３６号公報 電子通信学会編「アンテナ工学ハンドブック」（オーム者、１９８０年１０月３０日、ｐ．１１６−１１９）

本発明の目的は、面状反射器を用いて高い指向性を持つことができる、優れたアンテナ装置、アンテナ反射器、並びにアンテナを内蔵する無線通信機器を提供することにある。

本発明のさらなる目的は、高い前後比を持つとともに小型に構成される、優れたアンテナ装置、アンテナ反射器、並びにアンテナを内蔵する無線通信機器を提供することにある。

本発明のさらなる目的は、面状反射器の寸法を抑えながら高い前後比を持つ、優れたアンテナ装置、アンテナ反射器、並びにアンテナを内蔵する無線通信機器を提供することにある。

本発明は、上記課題を参酌してなされたものであり、給電部を持つ放射器と、前記放射器に対して電波到来方向に離間して配置された面状の反射器と、前記反射器の側縁において穿設された１以上のスリット部を具備することを特徴とするアンテナ装置である。

放射器と反射器からなるエンドファイヤ配列アンテナのサイズは、一般に、使用波長λに対し、放射器と反射器の間隔がおよそλ／４であり、反射器の電界方向の寸法がλ／２以上である。これに対し、本発明に係るアンテナ装置では、放射器の主偏波面に平行な反射器の側縁に設けられたスリット部によって、等価的な線路長を大きくすることが可能となり、この結果、反射器の電界方向の寸法を使用波長λの１／２以下としても、反射器がλ／２以上の寸法を持つアンテナ装置と同等の前後比を得ることができる。

反射器の電流分布が電界方向の側縁のほぼ中央部で高くなることを考慮すると、スリット部は、偏波方向の側縁のほぼ中央に形設することが効率的である。

反射器は例えば４角形の導体板であり、偏波方向に対して平行となる左右の辺にそれぞれスリット部が設けられている。反射器の指向性を左右で均一にするためには、左右のスリット部は、偏波方向に対して対称となるように形設することが好ましい。

スリットの形状は、直線、曲線のいずれであってもよく、あるいはより複雑なフラクタル形状をなしてもよい。

放射器は、例えば、ダイポール・アンテナのような直線偏波アンテナであってもよい。この場合、反射器には、放射器の主偏波方向に対して平行となる左右の辺に、主偏波面に対称となるようにスリット部を形設することが好ましい。

あるいは、放射器は、アルキメデス・スパイラル・アンテナのような円偏波アンテナであってもよい。この場合、反射器には、放射器の偏波方向に対して点対称となるように１対又は２対以上のスリット部を形設することが好ましい。例えば、反射器が偏波方向に対して点対象となる側縁（辺）を２対以上ある場合には、それぞれの側縁の組に点対称となるスリット部を形設すれば、前後比が良好で小型の円偏波アンテナ装置を構成することができる。

また、反射器は、導体板が所定の稜線に沿って所定角度ψで折り曲げられたコーナ・リフレクタであってもよい。この場合、放射器は、該稜線の頂点から使用波長λの１／４だけ離間して配置される。放射器は、直線偏波アンテナであり、導体板の稜線はその主偏波面上に存在するように配置される。放射器は、例えば、フレキシブル・プリント基板上に導体パターンを積層して構成されるスタック・アンテナであってもよい。

本発明によれば、面状反射器を用いて高い指向性を持つことができる、優れたアンテナ装置、アンテナ反射器、並びにアンテナを内蔵する無線通信機器を提供することができる。

また、本発明によれば、高い前後比を持つとともに小型に構成される、優れたアンテナ装置、アンテナ反射器、並びにアンテナを内蔵する無線通信機器を提供することができる。

また、本発明によれば、面状反射器の寸法を抑えながら高い前後比を持つ、優れたアンテナ装置、アンテナ反射器、並びにアンテナを内蔵する無線通信機器を提供することができる。

本発明によれば、反射器を小型化し、アンテナ装置全体としてのサイズを小さくすることが可能である。また、同サイズの反射器で比較した場合、前後比の良好なアンテナ装置を提供することができる。

本発明のさらに他の目的、特徴や利点は、後述する本発明の実施形態や添付する図面に基づくより詳細な説明によって明らかになるであろう。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳解する。

図１には、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置の構成例を示している。同図Ａ及びＢはアンテナ装置を側面及び上面からそれぞれ眺めた図であり、同図Ｃは反射器を斜視した図である。図示のアンテナ装置は、放射器と反射器からなるエンドファイヤ配列アンテナであるが、放射器としてヘリカル・ダイポール・アンテナが用いられるとともに、反射器として導体板を稜線に沿って所定角度ψ（＝９０ｄｅｇ）で折り曲げたコーナ・リフレクタが用いられている。

ヘリカル・ダイポール・アンテナは、コーナ・リフレクタのコーナから使用波長λの１／４だけ離間して配置される。また、ヘリカル・ダイポール・アンテナは、直線偏波であり、コーナ・リフレクタのコーナがその主偏波面上に存在するように配置される。

主偏波面に対して平行となるコーナ・リフレクタの２辺には、線状のスリット部がそれぞれ穿設されており、等価的にコーナ・リフレクタの電界方向の線路長を大きくする効果（すなわち波長短縮効果）がある。このため、コーナ・リフレクタの電界方向の寸法を、使用波長λの１／２以下としても、λ／２以上の寸法を持つアンテナ装置と同等の前後比を得ることができる。あるいは、同サイズのコーナ・リフレクタを用いた場合、より大きな前後比を得ることができる。

反射器の電流分布が電界方向の辺のほぼ中央部で高くなることを考慮すると、主偏波面に平行となる左右それぞれの辺のほぼ中央にスリット部を形設することが効率的である。また、アンテナ装置の指向性を左右で均一にするためには、左右のスリット部は、主偏波面に対して対称となるように形設することが好ましい。

表１には、使用周波数帯を２．４５ＧＨｚを想定し、図１に示したアンテナ装置において、コーナ・リフレクタのコーナ角度を９０ｄｅｇ、ダイポール・アンテナとコーナ間の距離を３０ｍｍとし、スリット部の長さＬと幅Ｗを変化させた場合、並びにスリットを設けずにコーナ・リフレクタの電界方向の寸法（反射器Ｌｅｎｇｔｈ）を変化させた場合における、アンテナ特性をシミュレーションした結果を示している。また、図２〜図８には、同表にリストした各アンテナ装置＃１〜＃７の指向特性をグラフで示している。

上記の表、並びに図２〜図８から分るように、放射器としてヘリカル・ダイポール・アンテナを用いた場合、スリット部を形設することにより、電界方向の線路長を長くする波長短縮作用によって、良好な前後比を得ることが確認できる。例えば、反射器Ｌｅｎｇｔｈ４０．０ｍｍのコーナ・リフレクタに１２．５ｍｍ×５ｍｍのスリット部を設けたアンテナ装置＃１の場合、反射器Ｌｅｎｇｔｈ５５．０ｍｍのスリットなしコーナ・リフレクタを用いたアンテナ装置＃５とほぼ同等の前後比を得ることができる。また、反射器Ｌｅｎｇｔｈ４０．０ｍｍのコーナ・リフレクタに１２．５ｍｍ×１０ｍｍのスリット部を設けたアンテナ装置＃２の場合、反射器Ｌｅｎｇｔｈ７０．０ｍｍのスリットなしコーナ・リフレクタを用いたアンテナ装置＃７よりも良好な前後比を得ることができる。ちなみに、反射器Ｌｅｎｇｔｈが４０．０ｍｍのスリットなしコーナ・リフレクタを用いたアンテナ装置＃３では、反射器はむしろ導波管として作用するため、前後比は劣悪となる。

但し、放射器にダイポール・アンテナを用いた場合、スリット部を設けることによるピーク・ゲインを向上させる効果は見られない。

また、図９には、本発明の他の実施形態に係るアンテナ装置の構成例を示している。同図Ａ及びＢはアンテナ装置を側面及び上面からそれぞれ眺めた図であり、同図Ｃは反射器を斜視した図である。図示のアンテナ装置は、放射器と反射器からなるエンドファイヤ配列アンテナであるが、図１との相違は、放射器として、フレキシブル・プリント基板上にアンテナ・パターンを積層して構成されるスタック・アンテナを用いた点にある。スタック・アンテナは、直線偏波であるが、ダイポール・アンテナよりも優れた指向性を持つ。

また、反射器には、図１と同様に、導体板を稜線に沿って所定角度ψ（＝９０ｄｅｇ）で折り曲げたコーナ・リフレクタが用いられている。スタック・アンテナは、コーナ・リフレクタのコーナから使用波長λの１／４だけ離間して、コーナがその主偏波面上に存在するように配置される。

主偏波面に対して平行となるコーナ・リフレクタの２辺のほぼ中央には、主偏波面に対称的となる線状のスリット部がそれぞれ穿設されており、等価的にコーナ・リフレクタの電界方向の線路長を大きくする効果（すなわち波長短縮効果）があり、コーナ・リフレクタの電界方向の寸法を使用波長λの１／２以下としても、λ／２以上の寸法を持つアンテナ装置と同等の前後比を得ることができる。あるいは、同サイズのコーナ・リフレクタを用いた場合、より大きな前後比を得ることができる（同上）。

表２には、使用周波数帯を２．４５ＧＨｚを想定し、図９に示したアンテナ装置において、コーナ・リフレクタのコーナ角度を９０ｄｅｇ、ダイポール・アンテナとコーナ間の距離を３０ｍｍとし、スリット部の長さＬと幅Ｗを変化させた場合における、アンテナ特性をシミュレーションした結果を示している。また、図１０には、この場合に使用したスタック・アンテナの構成を図解している。図１１〜図１２には、同表にリストした各アンテナ装置＃８〜＃９の指向特性をグラフで示している。

上記の表、並びに図１１〜図１２から分るように、放射器としてスタック・アンテナを用いた場合、スリット部を形設することにより、電界方向の線路長を長くする波長短縮作用によって、良好な前後比を得ることが確認できる。例えば、反射器Ｌｅｎｇｔｈ４０．０ｍｍのコーナ・リフレクタに１２．５ｍｍ×５ｍｍのスリット部を設けたアンテナ装置＃８の場合、反射器Ｌｅｎｇｔｈ５５．０ｍｍのスリットなしコーナ・リフレクタを用いたアンテナ装置＃５よりも高い前後比を得ることができる。また、反射器Ｌｅｎｇｔｈ４０．０ｍｍのコーナ・リフレクタに１２．５ｍｍ×１０ｍｍのスリット部を設けたアンテナ装置＃９の場合、反射器Ｌｅｎｇｔｈ７０．０ｍｍのスリットなしコーナ・リフレクタを用いたアンテナ装置＃７をはるかに凌ぐ前後比を得ることができる。

また、スタック・アンテナはダイポール・アンテナよりも高い指向性を持つことから、コーナ・リフレクタにスリット部を設けることにより、ピーク・ゲインを向上させるという効果を併せて奏することができる。

図１並びに図９に示した例では、スリット部は線状であるが、直線あるいは曲線であっても構わない。さらには、フラクタル形状のような複雑な形状のスリット部を穿設しても、同様に波長短縮効果を得ることができる。

また、図１並びに図９に示した例では、放射器として直線偏波特性を持つアンテナを適用したが、勿論、円偏波アンテナを用いても同様の効果を得ることができる。直線偏波アンテナの場合には、主偏波面に対称となるように左右のスリット部を設けた。これに対し、円偏波アンテナの場合には、主偏波面は偏波方向に回転することから、偏波方向に対し点対称となる２以上の対のスリット部を設けることで、さらに良好な前後比を得ることができる。

図１３には、円偏波用のアンテナ装置の構成例を示している。同図Ａ及びＢはアンテナ装置を側面及び上面からそれぞれ眺めた図であり、同図Ｃは反射器を斜視した図である。図示の例では、放射器として、円偏波アンテナの一例としてアルキメデス・スパイラル・アンテナを用いている。アルキメデス・スパイラル・アンテナでは、曲線間がほぼ等間隔となるようにアンテナの素子を渦巻き状に巻設して構成される。

また、反射器として、正方形の導体板を用いている。アルキメデス・スパイラル・アンテナは、反射器から使用波長λの１／４だけ離間して配置される。また、アルキメデス・スパイラル・アンテナの偏波方向に正方形の中心（対角線の交点）が存在するように反射器が配置される。

この場合、反射器は、偏波方向に点対称となるように配置されたことになり、２対の辺はそれぞれ偏波方向に点対称となる。そして、図示のように、４辺のほぼ中央には、偏波方向に点対称となるフラクタル形状をなすスリット部がそれぞれ穿設されている。これによって、反射器は、電界方向の線路長を大きくする効果（すなわち波長短縮効果）を得ることができ、反射器の電界方向の寸法を使用波長λの１／２以下としても、λ／２以上の寸法を持つアンテナ装置と同等の前後比を得ることができる。あるいは、同サイズのコーナ・リフレクタを用いた場合、より大きな前後比を得ることができる（同上）。

表３には、使用周波数帯を２．４５ＧＨｚを想定し、図１３に示したアンテナ装置において、放射器と反射器間の距離を３０ｍｍとし、反射器の寸法を変化させた場合、並びにスリットを設けずに反射器の寸法（反射器Ｌｅｎｇｔｈ）を変化させた場合における、アンテナ特性をシミュレーションした結果を示している。また、図１４Ａには使用したアルキメデス・スパイラル・アンテナの構成、図１４Ｂにはフラクタル形状のスリットを設けた反射器の構成を、それぞれ示している。図１５〜図１９には、同表にリストした各アンテナ装置＃１０〜＃１４の指向特性をグラフで示している。

上記の表、並びに図１５〜図１９から分るように、放射器としてアルキメデス・スパイラル・アンテナを用いた場合、その偏波方向に点対称となるように反射器の４辺にフラクタル形状のスリット部をそれぞれ形設することにより、電界方向の線路長を長くする波長短縮作用によって、良好な前後比を得ることが確認できる。例えば、反射器Ｌｅｎｇｔｈ３０．０ｍｍの反射器の各辺にフラクタル形状のスリット部を設けたアンテナ装置＃１０の場合、反射器Ｌｅｎｇｔｈ５０．０ｍｍのスリットなし反射器を用いたアンテナ装置＃１３よりも高い前後比を得ることができる。また、反射器Ｌｅｎｇｔｈ４０．０ｍｍの反射器の各辺にフラクタル形状のスリット部を設けたアンテナ装置＃１１の場合、反射器Ｌｅｎｇｔｈ６０．０ｍｍのスリットなし反射器を用いたアンテナ装置＃１４をはるかに凌ぐ前後比を得ることができる。

ここで、反射器に設けるスリット部のサイズＬ×Ｗによるアンテナ特性への影響について考察してみる。表４及び表５には、使用周波数帯２．４５ＧＨｚを想定し、ダイポール・アンテナとその主偏波方向にλ／４（３０ｍｍ）だけ離間して配置された平坦な反射器からなるアンテナ装置（図２０を参照のこと）において、主偏波面に平行となる２辺のほぼ中央にそれぞれ設けるスリット部のサイズを変化させていった場合のアンテナ特性のシミュレーション結果をまとめている。但し、表４では反射器の電界方向の寸法（反射器Ｌｅｎｇｔｈ）を４０ｍｍとし、表５では反射器Ｌｅｎｇｔｈを３０ｍｍとし、いずれも反射器の幅を３５ｍｍとした。

反射器Ｌｅｎｇｔｈ＝４０ｍｍとなるアンテナ装置においては、スリット部のサイズが１２．５ｍｍ×５となるアンテナ装置＃１７でアンテナ利得（ピーク・ゲイン）は最大値を示し、スリット部のサイズが１５ｍｍ×１０ｍｍとなるアンテナ装置＃１８で前後比は最大値を示すが、さらにスリット長Ｌ及びＷを大きくしていくと、アンテナ利得及び前後比ともに低下していく。反射器は本来グランドとして作用し、グランドの後方にイメージ・アンテナを形成する効果を持つ。スリット部を大きくしていくとグランドとしての作用が失われることが特性低下の原因と思われる。言い換えれば、使用波長λに応じて反射器Ｌｅｎｇｔｈ並びにスリット部の適切なサイズを決定する必要がある。

また、反射器Ｌｅｎｇｔｈ＝３０ｍｍとなるアンテナ装置においては、スリット部のサイズが１５ｍｍ×１０となるアンテナ装置＃２５でアンテナ利得（ピーク・ゲイン）及び前後比がともに最大値を示すが、さらにスリット長Ｌ及びＷを大きくしていくと、アンテナ利得及び前後比ともに低下していく。

参考のため、使用周波数帯２．４５ＧＨｚを想定し、ダイポール・アンテナとその主偏波方向にλ／４（３０ｍｍ）だけ離間して配置された平坦な反射器からなるアンテナ装置において、反射器にスリット部を設けず、代わりに反射器Ｌｅｎｇｔｈを変化させた場合のアンテナ特性のシミュレーション結果を表６にまとめている。但し、反射器の幅は３５ｍｍとする。スリット部がないと波長短縮効果がないので、反射器Ｌｅｎｇｔｈをλ／２以上にしなければ十分な前後比を得ることはできない（前述）。また、反射器Ｌｅｎｇｔｈを大きくしていくに従って、アンテナ利得（ピーク・ゲイン）は次第に向上するが、これは、反射器のサイズが大きくなるとともにグランドとしての作用が強くなることに依るものと思料される。

最後に、本発明に係るアンテナ装置を内蔵した無線通信機器についての実施形態について説明する。

さまざまな業界に対して適用可能なワイヤレス接続インターフェースを提供する標準規格の１つとして、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ通信が知られている。その適用事例として、音響データのＳｏｕｒｃｅとしてのワイヤレス・マイクロフォンから、音響データを受信してビデオ録画装置へ転送するＳｉｎｋとしての受信機ユニットへのデータ通信を挙げることができる。マイクロフォンをワイヤレス化することで、被撮影者の行動範囲はコードに制約されないで済む。

この場合、受信機ユニットに備えられる受信アンテナは、ワイヤレス・マイクロフォンに向かう鋭い指向性を持つことが要求される。したがって、例えば前後比の高いコーナ・リフレクタ・アンテナのような面状反射器を備えたアンテナ装置が望ましい。また、受信機ユニットにアンテナ装置を内蔵する場合、反射器の前面に放射器を配置する関係上、反射器の背後にその他の回路コンポーネントの収容場所を設けることが相当である。この場合、回路コンポーネントへの障害波を生じさせないためにも、アンテナ装置の前後比が高いことを要求される。

図２１には、受信アンテナ装置を内蔵した受信機ユニット内部の構成例を模式的に示している。

受信アンテナ装置は、放射器と反射器からなるエンドファイヤ配列アンテナであるが、反射器として導体板を稜線に沿って所定角度ψ（例えば、９０ｄｅｇ）で折り曲げたコーナ・リフレクタが用いられている。また、図示の例では、放射器としてヘリカル・ダイポール・アンテナが用いられているが、指向性とピーク・ゲインの観点からはスタック・アンテナがより好ましい。

放射器としてのヘリカル・ダイポール・アンテナは、コーナ・リフレクタの前方に、そのコーナから使用波長λの１／４だけ離間して配置される。

既に説明したように、主偏波面に対して平行となるコーナ・リフレクタの２辺には、線状のスリット部がそれぞれ穿設されており、等価的にコーナ・リフレクタの電界方向の線路長を大きくする波長短縮効果がある。したがって、コーナ・リフレクタの電界方向の寸法をλ／２以下としても、十分な前後比を得ることができる。

一方、コーナ・リフレクタの後方には、コーナ・リフレクタの折り曲げられた導体板と機器筐体の左右のコーナとの間に空間が存在し、受信機を構成する各回路モジュールの収容場所として活用することができる。

主偏波面と平行となるコーナ・リフレクタの左右の各辺にスリット部を設けることによる波長短縮効果によって、受信アンテナ装置としては高い前後比を持ち、コーナ・リフレクタの後方へ向かう電波は抑制されている。このため、上記収容場所に配置される無線回路モジュールへの電波障害の問題はほとんどない。

以上、特定の実施形態を参照しながら、本発明について詳解してきた。しかしながら、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が該実施形態の修正や代用を成し得ることは自明である。すなわち、例示という形態で本発明を開示してきたのであり、本明細書の記載内容を限定的に解釈するべきではない。本発明の要旨を判断するためには、特許請求の範囲を参酌すべきである。

図１Ａは、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置を側面から眺めた図である。 図１Ｂは、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置を上面から眺めた図である。 図１Ｃは、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置の反射器を斜視した図である。 図２は、表１にリストしたアンテナ装置＃１の指向特性を示したグラフである。 図３は、表１にリストしたアンテナ装置＃２の指向特性を示したグラフである。 図４は、表１にリストしたアンテナ装置＃３の指向特性を示したグラフである。 図５は、表１にリストしたアンテナ装置＃４の指向特性を示したグラフである。 図６は、表１にリストしたアンテナ装置＃５の指向特性を示したグラフである。 図７は、表１にリストしたアンテナ装置＃６の指向特性を示したグラフである。 図８は、表１にリストしたアンテナ装置＃７の指向特性を示したグラフである。 図９Ａは、本発明の他の実施形態に係るアンテナ装置を側面から眺めた図である。 図９Ｂは、本発明の他の実施形態に係るアンテナ装置を上面から眺めた図である。 図９Ｃは、本発明の他の実施形態に係るアンテナ装置の反射器を斜視した図である。 図１０は、図９に示したスタック・アンテナの構成例を示した図である。 図１１は、表２にリストしたアンテナ装置＃８の指向特性を示したグラフである。 図１２は、表２にリストしたアンテナ装置＃９の指向特性を示したグラフである。 図１３Ａは、円偏波用のアンテナ装置を側面から眺めた図である。 図１３Ｂは、円偏波用のアンテナ装置を上面から眺めた図である。 図１３Ｃは、円偏波用のアンテナ装置を斜視した図である。 図１４Ａは、アルキメデス・スパイラル・アンテナの構成を示した図である。 図１４Ｂは、フラクタル形状のスリット付き反射器の構成を示した図である。 図１５は、表３にリストしたアンテナ装置＃１０の指向特性を示したグラフである。 図１５は、表３にリストしたアンテナ装置＃１１の指向特性を示したグラフである。 図１５は、表３にリストしたアンテナ装置＃１２の指向特性を示したグラフである。 図１５は、表３にリストしたアンテナ装置＃１３の指向特性を示したグラフである。 図１５は、表３にリストしたアンテナ装置＃１４の指向特性を示したグラフである。 図２０は、ダイポール・アンテナとその主偏波方向に離間して配置された平坦な反射器からなるアンテナ装置の構成を示した図である。 図２１は、受信アンテナ装置を内蔵した受信機ユニットの内部構成例を模式的に示した図である。

Claims (22)

1. 給電部を持つ放射器と、
   前記放射器に対して電波到来方向に離間して配置された面状の反射器と、
   前記反射器の側縁において穿設された１以上のスリット部と、
   を具備することを特徴とするアンテナ装置。
2. 前記反射器は、前記放射器の偏波方向に対して平行となる少なくとも１つの側縁にスリット部が形設されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
3. 前記反射器は、前記放射器の偏波方向に対して平行となる側縁のほぼ中央において前記スリット部が形設されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
4. 前記スリット部は、フラクタル形状を持つ、
   ことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
5. 前記反射器は、前記放射器の偏波方向に対して対称な形状となる１対以上の側縁を持ち、
   各側縁において、該偏波方向に対して対称となるように１対以上のスリット部が形設されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
6. 前記反射器の電界方向の寸法は、使用波長λの１／２以下である、
   ことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
7. 前記放射器は、直線偏波アンテナであり、
   前記反射器は、前記放射器の主偏波面に対して平行となる少なくとも１つの側縁にスリット部が形設されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
8. 前記放射器は、円偏波アンテナであり、
   前記反射器は、２以上の偏波方向において対称的な形状となる１対の側縁をそれぞれ持ち、各側縁の組に偏波方向に対称的となるスリット部がそれぞれ形成されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
9. 前記反射器は、導体板が前記放射器の主偏波面に平行となる稜線に沿って所定角度ψで折り曲げられたコーナ・リフレクタであり、
   前記放射器は、該稜線の頂点から使用波長λの１／４だけ離間して配置されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
10. 前記放射器はスタック・アンテナである、
    ことを特徴とする請求項９に記載のアンテナ装置。
11. 到来電波を放射器に向けて反射するためのアンテナ反射器であって、
    面状の導体板と
    前記導体板の側縁において穿設された１以上のスリット部と、
    を具備することを特徴とするアンテナ反射器。
12. 前記スリット部は、前記放射器の偏波方向に対して平行となる前記導体板の側縁に形設されている、
    ことを特徴とする請求項１１に記載のアンテナ反射器。
13. 前記スリット部は、前記放射器の偏波方向に対して平行となる側縁のほぼ中央に形設されている、
    ことを特徴とする請求項１１に記載のアンテナ反射器。
14. 前記スリット部は、フラクタル形状を持つ、
    ことを特徴とする請求項１１に記載のアンテナ反射器。
15. 前記導体板は、前記放射器の偏波方向に対して対称的となる１対以上の側縁の形状を持ち、
    各側縁において、該偏波方向に対して対称となるように１対以上のスリット部が形設されている、
    ことを特徴とする請求項１１に記載のアンテナ反射器。
16. 前記導体板は、電界方向に、使用波長λの１／２以下の寸法を持つ、
    ことを特徴とする請求項１１に記載のアンテナ反射器。
17. 前記放射器は直線偏波アンテナであり、
    前記スリット部は、前記放射器の主偏波面に対して平行となる前記導体板の側縁に形設されている、
    ことを特徴とする請求項１１に記載のアンテナ反射器。
18. 前記放射器は円偏波アンテナであり、
    前記導体板は、２以上の偏波方向において対称的な形状となる１対の側縁をそれぞれ持ち、
    各側縁の組において、偏波方向に対称的となるスリット部がそれぞれ形成されている、
    ことを特徴とする請求項１１に記載のアンテナ反射器。
19. 前記導体板が前記放射器の主偏波面に平行となる稜線に沿って所定角度ψで折り曲げられたコーナ・リフレクタである、
    ことを特徴とする請求項１１に記載のアンテナ反射器。
20. アンテナを内蔵する無線通信機器であって、
    機器筐体と、
    前記機器筐体に内蔵される、主偏波面を持つ放射器を前方に配置されるとともに、導体板を該主偏波面に平行となる稜線に沿って所定角度ψで折り曲げられ前記放射器に対し使用波長λの１／４だけ該稜線が離間するように配置されたコーナ・リフレクタからなるアンテナ装置と、
    前記筐体内で、前記コーナ・リフレクタの後方に配置された無線通信回路モジュールと、
    を具備することを特徴とする無線通信機器。
21. 前記放射器の主偏波面に平行となる前記導体板のほぼ中央にスリット部が穿設されている、
    ことを特徴とする請求項２０に記載の無線通信機器。
22. 前記放射器は、スタック・アンテナである、
    ことを特徴とする請求項２０に記載の無線通信機器。