JP2008278150A - ワイドバンドアンテナ - Google Patents

Abstract

【課題】人体近傍に設置可能なワイドバンドアンテナであると共に、入力インピーダンスが劣化せず、広帯域な特性が得られるワイドバンドアンテナを提供する。
【解決手段】ワイドバンドアンテナは、略直角三角形の形状を有する平板状の２枚の放射素子を、斜辺以外の二辺のうちの一辺について線対称に配置すると共に、該２枚の放射素子のうちの第１の放射素子は、第２の放射素子に対して、線対称の中心線の方向に平行移動した位置に配置され、前記２枚の放射素子は、互いに向き合う辺の所定の位置において給電されることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、ワイドバンドアンテナに関し、特に、平面、薄型で広帯域なワイドバンドアンテナに関する。

近年、携帯電話や、無線ＬＡＮ（local area network）のホットスポットサービス、ＷｉＭＡＸ（worldwide interoperability for microwave access）など、様々な屋外の無線サービスシステムが利用できるようになっている。

また、放送分野においても、地上波デジタルテレビ放送等が始まっている。

このようなワイヤレスの多様なサービスを有効に利用するためには、アンテナ性能の向上が重要である。

一方で、上記の複数のサービスに対応した端末では、必然的に広帯域のアンテナが必要になる。かつ、上記サービスに用いられる端末は、小型化が進み、それらに内蔵されるアンテナは、感度低下が問題となっている。

このような問題を解決する技術として有効なのは、洋服や体に付けるウエアラブルアンテナの技術である。

なぜなら、洋服などにアンテナを付加することができれば、比較的大きなアンテナが構成可能であるため、感度の問題は解決されるからである。

しかしながら、人体は導体であるため、人体近傍で有効に動作するアンテナを実現することが難しい。
電子情報通信学会 「アンテナ電波伝搬研究会資料」（信学技報ＡＰ２００２−７６）

ところで、従来の技術では、平面、薄型でありながら、広帯域、かつ直接ハンダ付けを使用しない給電が可能なアンテナであって、人体の近傍でも整合特性が良好に保たれるアンテナは見当たらなかった。

例えば、従来から知られた広帯域アンテナとしては、図２７に示すようなディスコーンアンテナがある。

図２７に示すこのアンテナは、広帯域な特性を得ることができるように、導体の円板５０１と、導体の円錐５０２を組み合わせた立体的な形状であって、同軸ケーブル５０３と、同軸中心導体５０４と、同軸外部導体５０５とを備えている。

また、同軸ケーブル５０３が円錐５０２の下側から入り、中心部に接続されて給電される複雑な形状である。

しかしながら、従来の技術では、この形状を導電性の布で構成することは難しく、人体の近傍に置かれた場合に良好な整合特性を示す事例も見当たらない。しかも、直接ハンダ付けを使用しない給電方法も、前例が見当たらない。

唯一、従来のアンテナの例として、導電性の布で構成され、人体近傍に設置可能なアンテナについて、図２８に示すような布製のパッチアンテナがある。

図２８に示すこのアンテナは、非特許文献１である電子情報通信学会のアンテナ電波伝搬研究会資料（信学技報ＡＰ２００２−７６）に公開されているものである。

具体的には、導電性の布からなるパッチ素子６０１と、グランド６０２と、絶縁体の役割をする絶縁布６０３とを備えている。

この非特許文献１に記載されたアンテナでは、布でできているので、自由に折り曲げ可能で衣服に装着できるが、非常に狭帯域の特性しか得られなかった。

従って、非特許文献１に記載されたアンテナでは、人体近傍に設置可能なワイドバンドアンテナであっても、広帯域な特性を得ることができなかった。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、人体近傍に設置可能なワイドバンドアンテナであると共に、入力インピーダンスが劣化せず、広帯域な特性が得られるワイドバンドアンテナを提供することを目的とする。

本発明に係るワイドバンドアンテナは、略直角三角形の形状を有する平板状の２枚の放射素子を、斜辺以外の二辺のうちの一辺について線対称に配置すると共に、該２枚の放射素子のうちの第１の放射素子は、第２の放射素子に対して、線対称の中心線の方向に平行移動した位置に配置され、前記２枚の放射素子は、互いに向き合う辺の所定の位置において給電されることを特徴とする。

また、本発明に係るワイドバンドアンテナは、前記放射素子の形状である前記略直角三角形が、略直角部以外の２つの頂点のうち、少なくとも１つの頂点の一部が切り取られた形状になっていても良い。

また、本発明に係るワイドバンドアンテナは、前記放射素子の材質が、折り曲げ可能であって、かつ導電性のある材質であっても良い。

また、本発明に係るワイドバンドアンテナは、前記給電を行う同軸ケーブルを更に備え、該同軸ケーブルの同軸中心導体が前記第１の放射素子に接続されると共に、前記同軸ケーブルの同軸外部導体が前記第２の放射素子に接続されても良い。

また、本発明に係るワイドバンドアンテナは、同軸ケーブルを更に有すると共に、導体部と誘電体とを有する折り曲げ可能なフレキシブルプリント基板によって、給電導体と絶縁体とを有する、前記給電を行う給電部が形成され、該同軸ケーブルの同軸中心導体が前記第１の放射素子に接続されると共に、前記同軸ケーブルの同軸外部導体が前記第２の放射素子に接続され、前記給電部は、前記給電導体の面積と前記絶縁体の厚さとを調整することによって静電容量を調整し、前記放射素子に給電するようにしても良い。

また、本発明に係るワイドバンドアンテナは、折り曲げ可能なプリント基板によってワイドバンドアンテナが形成されると共に、前記放射素子はエッチングにより形成され、前記給電はマイクロストリップラインによって行われ、接地は前記マイクロストリップライン及びマイクロストリップ線路によって形成されるようにしても良い。

また、本発明に係るワイドバンドアンテナは、前記放射素子が前記プリント基板の上面に配置されると共に、前記マイクロストリップラインによって直接接続及び給電されるようにしても良い。

また、本発明に係るワイドバンドアンテナは、前記第１の放射素子に接続されると共に、給電を行う第１の給電部を備え、前記第２の放射素子に接続されると共に、給電を行う第２の給電部を備え、前記第１の給電部は給電導体と絶縁体から形成されると共に、糸により前記第１の放射素子に縫い付けられ、前記第２の給電部は給電導体と絶縁体から形成されると共に、糸により前記第２の放射素子に縫い付けられるようにしても良い。

また、本発明に係るワイドバンドアンテナは、前記第１の放射素子と前記同軸中心導体との間に第１の給電部を備え、前記第２の放射素子と前記同軸外部導体との間に第２の給電部を備え、前記第１の給電部は、前記同軸中心導体が接続された給電導体を有する折り曲げ可能な第１のプリント基板を備え、前記第２の給電部は、前記同軸外部導体が接続された給電導体を有する折り曲げ可能な第２のプリント基板を備え、前記第１のプリント基板はマジックテープにより前記第１の放射素子に付けられ、前記第２のプリント基板はマジックテープにより前記第２の放射素子に付けられることにより、前記第１の給電部が前記第１の放射素子に給電すると共に、前記第２の給電部が前記第２の放射素子に給電する給電ユニットを形成するようにしても良い。

また、本発明に係るワイドバンドアンテナは、前記第１の給電部は、フックを更に備え、前記第１の給電部は該フックにより前記第１の放射素子に付けられ、前記第２の給電部はマジックテープにより前記第２の放射素子に付けられることにより、前記給電ユニットが給電を行うようにしても良い。

また、本発明に係るワイドバンドアンテナは、前記第１の放射素子と前記同軸中心導体との間に第１の給電部を備え、前記第２の放射素子と前記同軸外部導体との間に第２の給電部を備え、前記第１の給電部は、前記同軸中心導体が接続された給電導体を有する折り曲げ可能な第１のプリント基板を備え、前記第２の給電部は、前記同軸外部導体が接続された給電導体を有する折り曲げ可能な第２のプリント基板を備え、前記第１のプリント基板はボタンにより前記第１の放射素子に付けられ、前記第２のプリント基板はボタンにより前記第２の放射素子に付けられることにより、前記第１の給電部が前記第１の放射素子に給電すると共に、前記第２の給電部が前記第２の放射素子に給電する給電ユニットを形成するようにしても良い。

また、本発明に係るワイドバンドアンテナは、前記第１の給電部が、フックを更に備え、前記第１の給電部は該フックにより前記第１の放射素子に付けられ、前記第２の給電部はボタンにより前記第２の放射素子に付けられることにより、前記給電ユニットが給電を行うようにしても良い。

また、本発明に係るワイドバンドアンテナは、前記第１の給電部が、フックを更に備え、前記第２の給電部が有する給電導体は導電性の布であって、前記導電性の布が前記第２のプリント基板の表と裏を覆うように縫い合わせられ、前記第１の給電部は前記フックにより前記第１の放射素子に付けられ、前記第２の給電部はマジックテープにより前記第２の放射素子に付けられることにより、前記給電ユニットが給電を行うようにしても良い。

また、本発明に係るワイドバンドアンテナは、ユーザの装着する物に取り付けられるようにしても良い。

また、本発明に係るワイドバンドアンテナは、前記ユーザの装着する物がウェアであり、該ウェアがマジックテープ、チャック又はボタンの少なくとも何れか１つ又は組み合わせによって接着されるようにしても良い。

本発明によれば、本発明に係るワイドバンドアンテナは、人体に近接して設置しても、入力インピーダンス特性が劣化せず、かつ、平面、薄型であって広帯域な特性を維持することができる。

（第１の実施例）
（１）第１の実施例におけるワイドバンドアンテナの構成
図１は、本発明の第１の実施例におけるワイドバンドアンテナの構成を示した構成図である。

図１のワイドバンドアンテナは、直角三角形の導体板から構成される放射素子１と、同じく直角三角形の導体板から構成される放射素子２と、給電部ＰＳとを備えている。

また、放射素子１と放射素子２は、原則、同じ形であって、同じ大きさのものを使用することとする。しかし、形状及びサイズは、多少異なっていても、同様の効果は得られる。

形状やサイズが異なる場合の目安は、それぞれの辺の長さが、相対的に、±２０％以内である。

また、直角三角形について厳格に９０度に限定されるものではなく、ほぼ直角三角形の導体板であって、放射素子１及び２を構成する形態であっても良い。

図１において、放射素子１の横向きの辺の長さＡ１は、通常、使用する最低使用周波数の約１／４波長に選定される。

２つの放射素子は、斜辺以外の二辺のうちの一辺を平行かつ線対称になるように配置し、いずれか一方の放射素子を、線対称の対称線と平行な方向にシフトして配置する。

シフトする量Ｃ１は、通常、使用する最低使用周波数の０．１４波長前後が最適であるが、整合状態により、０．１〜０．２波長の間で最適に選定される。

また、放射素子１と放射素子２の距離Ｄは、０．００１〜０．０３波長の間において最適に選定される。

給電部ＰＳは、放射素子１の横辺の右から、シフト量をＣ１の位置と、放射素子２の直角部頂点との間に、給電される。

この給電部ＰＳでは、平行２線式の伝送線路や、同軸ケーブルが接続される。
（第２の実施例）
（２）第２の実施例におけるワイドバンドアンテナの構成
図２は、本発明の第２の実施例におけるワイドバンドアンテナの構成を示した構成図である。

図１と同様に、直角三角形の導体板から構成される放射素子１と、同じく直角三角形の導体板から構成される放射素子２と、給電部ＰＳとを備えている。

図１との相違点は、給電部ＰＳが、放射素子２の直角部頂点から、Ｃ２だけ右側にシフトした場所であることである。

Ｃ２は、通常、０〜０．１波長程度に選定される。
（第３の実施例）
（３）第３の実施例におけるワイドバンドアンテナの構成
図３は、本発明の第３の実施例におけるワイドバンドアンテナの構成を示した構成図である。

図３の（Ａ）から（Ｃ）において、それぞれの放射素子の直角部以外の頂点が、切り取られた形状になっている。通常、鋭利な部分は、製品を扱う場合、危険なケースがあり、図３に示すように、先端が鋭利な部分を切除しても、同等の性能が得られる。

このとき、切除部分の長さは、１／５０波長以下が目安である。

図３の（Ａ）、（Ｂ）は、放射素子の形状が台形であり、（Ｃ）は、五角形である。

なお、先端部は、切除せず、円弧や曲線などで、丸めた形状とすることも可能である。
（第４の実施例）
（４）第４の実施例におけるワイドバンドアンテナの構成
図４は、本発明の第４の実施例におけるワイドバンドアンテナの構成を示した構成図である。

図４に示した第４の実施例は、図２で示した第２の実施例の構成に対し、給電部ＰＳに同軸ケーブルを用いた場合の一例である。

同軸ケーブル１０の同軸中心導体１２は、放射素子１に接続されており、同軸外部導体１１は、放射素子２に接続される。なお、接続方法は、ハンダ付け等が用いられる。

図５は、第４の実施例の斜視図である。

図５に示すように、第４の実施例におけるワイドバンドアンテナは、同軸ケーブル１０の同軸外部部導体１１が、ハンダ付け１３によって、放射素子２に接続される。
（第５の実施例）
（５）第５の実施例におけるワイドバンドアンテナの構成
図６は、本発明の第５の実施例におけるワイドバンドアンテナの構成を示した構成図である。

図６に示した第５の実施例におけるワイドバンドアンテナと、図４及び図５に示した第４の実施例におけるワイドバンドアンテナとの相違点は、同軸中心導体１２の給電部ＰＳに、給電部１４が用いられている点である。

給電部１４は、導体である給電導体１５と、絶縁体１６とを備えている。通常は、フレキシブルプリント基板や薄いプリント基板が用いられる。

同軸中心導体１２は、給電導体１５にハンダ付けされている。

絶縁体１６の厚さを十分に薄い材料を用い、給電導体１５と放射素子１の間の静電容量を大きくし、その値が使用周波数に対して十分小さなリアクタンスになるようにすることにより、高周波的には直接接続したことと同じ効果が得られる。

また、絶縁体１６の厚さや、給電導体１５の面積を調整して、静電容量を調整することにより、放射素子１へ給電する際のインピーダンス整合の調整も可能になる。

また、図６に示す構成では、放射素子１及び２が、導電性を有する布などで構成されている場合に特に有効である。

なぜなら、導電性の布にはハンダ付けができないので、給電部１４を、フレキシブルプリント基板で構成し、接着剤を用いて放射素子１に接着したり、アイロンプリントの接着剤で接着することができる。
（第６の実施例）
（６）第６の実施例におけるワイドバンドアンテナの構成
図７は、本発明の第６の実施例におけるワイドバンドアンテナの構成を示した構成図である。

図７に示した第６の実施例におけるワイドバンドアンテナは、図４に示した第４の実施例のワイドバンドアンテナを、プリント基板３００を用いて構成したものである。

プリント基板３００には、テフロン（登録商標）、ＦＲ−４材（ガラスエポキシ）、ＢＴレジン、ＰＰＥ（ポリフェニレンエーテル）材などがよく用いられる。

プリント基板３００の下面に、図４と同様の放射素子３０１と３０２が、導体パターンとしてエッチングにより形成される。

給電は、マイクロストリップライン３０３によって、スルーホール３０５を介して行われる。

グランド３０４は、マイクロストリップライン３０３と共にマイクロストリップ線路を形成する。
（第７の実施例）
（７）第７の実施例におけるワイドバンドアンテナの構成
図８は、本発明の第７の実施例におけるワイドバンドアンテナの構成を示した構成図である。

図８に示した第７の実施例におけるワイドバンドアンテナと、図７に示した第６の実施例との相違点は、放射素子３１０がプリント基板３００の上面に配置され、マイクロストリップライン３１１によって直接接続され、給電されている点である。

グランド３０４は、マイクロストリップライン３１１と共にマイクロストリップ線路を形成する。
（第８の実施例）
（８）第８の実施例におけるワイドバンドアンテナの構成
図９は、本発明の第８の実施例におけるワイドバンドアンテナの構成を示した構成図である。

図９に示した第８の実施例におけるワイドバンドアンテナと、図６に示した第５の実施例におけるワイドバンドアンテナとの相違点は、同軸中心導体１２及び同軸外部導体１１の両方の給電に、給電部２０及び２１が用いられている点である。

第８の実施例の詳細図について、図１０に示す。

図１０に示した第８の実施例におけるワイドバンドアンテナは、給電部２０が、給電導体３０と絶縁体４０から形成されている。

通常、給電部２０は、フレキシブルプリント基板や薄いプリント基板によって一体化して形成されている。

同様に、給電部２１も、給電導体３１と絶縁体４１から形成されている。

給電部２１は、給電部２０と同様に、フレキシブルプリント基板や薄いプリント基板によって一体化して形成されている。

給電部２０及び２１は、それぞれ、糸１７によって放射素子１及び２に縫い付けられて固定されている。

同軸中心導体１２は、給電導体３０にハンダ付けされ、同軸外部導体１１は、給電導体３１にハンダ付けされている。

給電導体３０及び３１は、図６の場合と同様に、放射素子１及び２との間に静電容量を持ち、図６の説明と同様の原理で、放射素子１及び２との接続又はインピーダンス調整が実現される。

図７及び図８の構成においても、放射素子１及び２が、導電性を有する布などで形成されている場合に有効である。

給電部２０及び２１を、フレキシブルプリント基板で形成し、糸１７で縫いつけることにより、布に良くなじみ、衣服などに装着した場合でも、違和感が無く、壊れにくいという利点がある。

なお、ここで使用する糸は、通常の導電性のない、繊維の糸以外に、導電性のある糸や、細い針金などでも良い。
（第９の実施例）
（９）第９の実施例におけるワイドバンドアンテナの構成
図１１は、本発明の第９の実施例におけるワイドバンドアンテナの構成を示した構成図である。

図１１に示した第９の実施例におけるワイドバンドアンテナは、ベース５０が、布などの柔らかくて折り曲げ可能な素材によって形成されている。

第９の実施例におけるワイドバンドアンテナは、ベース５０の上に、導線性の布や、折り曲げ可能なフレキシブルプリント基板等から構成される放射素子５１及び５２が、糸５３によって縫いつけられている。

そして、放射素子５１及び５２が本来給電される位置周辺に、マジックテープ（登録商標）５４が、糸５３によって縫いつけられている。

この場合、放射素子５１及び５２と、マジックテープ５４は、糸５３によらなくても、図６の説明同様、接着剤や、アイロンプリントの接着剤で接着する形態であっても良い。

マジックテープ５４には、給電ユニット６０が、取り付けられて、給電されるようになっている。

図１２は、図１１で示した第９の実施例の給電ユニット６０の詳細図である。

図１２に示した給電ユニット６０は、マジックテープ６１とプリント板６２を備えている。

マジックテープ６１は、図１１において、給電ユニット６０を、放射素子側のマジックテープ５４と接合させるためのものである。

プリント板６２は、折り曲げ可能なフレキシブルプリント基板や薄いプリント基板等から形成され、表面の導体パターンとして、給電導体６３及び６４を備えている。

そして、給電導体６３には、同軸ケーブル１０の同軸中心導体１２がハンダ付けされると共に、給電導体６４には、同軸外部導体１１がハンダ付けされる。

図１１、図１２に示した第９の実施例から、給電ユニット６０を取り付けることにより、図１２の給電導体６３及び６４が、それぞれ放射素子５１（図１１）及び５２（図１１）と静電容量を持つので、図６の説明の原理で給電される。
（第１０の実施例）
（１０）第１０の実施例におけるワイドバンドアンテナの構成
図１３は、本発明の第１０の実施例におけるワイドバンドアンテナの構成を示した構成図である。

図１３に示した第１０の実施例におけるワイドバンドアンテナは、ベース５０が、図１１と同様に、布などの柔らかく、折り曲げ可能な素材により形成され、ベース５０の上に放射素子５１及び５２が糸５３によって縫いつけられている。

また、放射素子５１の本来給電される位置には、フック７０が糸で縫いつけられている。

そして、放射素子５２には、本来給電される位置周辺に、マジックテープ７１が糸５３によって縫いつけている。

この場合、マジックテープ７１が、糸５３によらず接着剤等でも固定可能なことは、上述の説明と同様である。

一方、給電ユニット８０は、フック８１とマジックテープ８２を有しており、それぞれフック７０とマジックテープ７１に取り付けることで、給電ユニット８０をベース５０側に密着させると共に、放射素子５１及び５２を給電することができる。

図１４は、図１３に示した給電ユニット８０の詳細図である。

ここで、給電ユニット８０は、（Ａ）、（Ｂ）の２通りの実施例が考えられる。

図１４（Ａ）の実施例では、給電ユニット８０は、導体である金具８３と、プリント板８６と、マジックテープ８２とを備えている。

また、金具８３には、フック８１が一体成形されている。

また更に、金具８３は、薄い誘電体を備えるプリント板８６の先端部を挟み込むように固定されている。

この場合、金具８３の固定は、接着剤や、ビス、ハトメなどを用いる方法も有効である。

プリント板８６の下側には、マジックテープ８２が取り付けられる。

この場合のマジックテープ８２の固定も、糸８５や、接着材等、さまざまな方法が可能である。

プリント板８６が、フレキシブルプリント板のような非常に薄いものである場合は、糸８５が有効である。

プリント板８６の裏面には、給電導体８８が導体パターンとしてエッチングにより形成されている。

金具８３の裏面及び給電導体８８には、図１２と同様、同軸ケーブル１０の同軸中心導体１２と同軸外部導体１１がハンダ付けされることにより、給電ユニット８０により給電が可能になる。

図１４（Ｂ）の実施例において、（Ａ）と異なる点は、金具８３が、金具８９と給電導体８７に分割されている点である。

この場合、フック８１は金具８９に一体成形されている。

そして、プリント板８６を挟みこむようにして、給電導体８７がネジ９０によって固定される。

固定の方法は、ネジ９０やビスを用いる以外に、接着剤や、ハトメ、ホッチキスなどを用いる方法がある。

あとは、図１４(Ａ)の説明と同様、給電導体８７及び給電導体８８には、同軸ケーブル１０の同軸中心導体１２と同軸外部導体１１がハンダ付けされることにより、給電ユニット８０により給電が可能になる。

図１３及び図１４の第１０の実施例のワイドバンドアンテナは、マジックテープ７１と８２の接合部分において、放射素子５２と給電導体８８が静電容量を持つことで高周波的に接続され、放射素子５１については、フック７０と８１が電気的に接触することで給電が行われる。
（第１１の実施例）
（１１）第１１の実施例におけるワイドバンドアンテナの構成
図１５は、本発明の第１１の実施例におけるワイドバンドアンテナの構成を示した構成図である。

図１５の第１１の実施例におけるワイドバンドアンテナと、図１３及び図１４の第１０の実施例におけるワイドバンドアンテナとの相違点は、給電ユニット１１０及びその接合方法が導体のボタンによる点である。

すなわち、給電ユニット１１０の接合は、給電ユニット１１０に糸１０１で縫いつけられている導体のボタン１１１と、放射素子５１及び５２上に糸１０１で縫いつけられている導体のボタン１００が、はめ合わさることにより達成される。

図１６は、給電ユニット１１０の詳細図である。

図１６（Ａ）は、給電ユニット１１０の表面であり、(Ｂ)は裏面である。

給電ユニット１１０は、フレキシブルプリント基板や薄いプリント基板によって形成されるプリント板１１４に、糸１０１で縫いつけられた導体１１２及び１１３から形成されている。

導体１１２及び１１３は、導電性の布によって形成され、ボタン１１１が、糸１０１によって裏側に縫いつけられた構造となっている。

プリント板１１４の表面には、導体１１２及び１１３とほぼ同じ位置、ほぼ同じ形状で、給電導体１１５及び１１６が導体パターンとしてエッチングにより形成されている。

給電導体１１５及び１１６には、同軸ケーブル１０が、図１２と同様にハンダ付けされている。

給電ユニット１１０では、給電導体１１５及び１１６が、それぞれ導体１１２及び１１３の間と静電容量を持つことにより高周波的に接続され、導体１１２及び１１３は、導体のボタン１１１及び１００を介して、放射素子５１及び５２と電気的に接触し、給電が行われる。
（第１２の実施例）
（１２）第１２の実施例のワイドバンドアンテナの構成
図１７は、本発明の第１２の実施例におけるワイドバンドアンテナの構成を示した構成図である。

図１７に示した第１２の実施例におけるワイドバンドアンテナは、図１５及び図１６の第１１の実施例におけるワイドバンドアンテナとの相違点は、給電ユニット１２０及び放射素子５１側の接合が、導体のフック７０及び８１によって行われている点である。

図１８は、給電ユニット１２０の詳細図である。

図１８(Ａ)は給電ユニット１２０の表面であり、(Ｂ)は裏面である。

給電ユニット１２０は、フレキシブルプリント基板や薄いプリント基板によって形成されるプリント板１１４と、導体のフック８１を含む金具８９と、導電性の布よりなる導体１１３を備えている。

金具８１は、プリント板１１４に対して、接着剤、ネジ、ビス、ハトメ、ホッチキスなどを用いて固定できる。

また、導体１１３の固定は、図１６（Ｂ）の説明と同様である。図１８（Ａ）の表面における同軸ケーブル１０との接続も、図１６（Ａ）と同じである。
（第１３の実施例）
図１９は、本発明の第１３の実施例におけるワイドバンドアンテナの構成を示した構成図である。

図１９の第１３の実施例において、ベース５０側は、図１３に示した第１０の実施例と同じである。また、給電ユニット１３０を、フックとマジックテープで接合する点も同じである。

図１３との相違は、給電ユニット１３０の構造にある。

図２０は、給電ユニット１３０の詳細図である。

図２０(Ａ)は給電ユニット１３０の表面であり、(Ｂ)は裏面であり、（Ｃ）は組立図である。

給電ユニット１３０は、絶縁体１３１の先端部に金具８３を固定し、下側にマジックテープ１３３の付いた導電性の布１３２を巻きつけて、縫い合わせて固定したものである。

図２０（Ａ）の表面の図に示されているように、給電ユニット１３０の表面では、フレキシブル基板のような薄いプリント板１３４が、一緒に縫い合わされて固定されている。

そして、プリント板１３４の導体パターン部も、導電性の布１３２が重ね合わされて縫い付けられており、導電性の布１３２とは導通状態になっている。

なお、導電性の布１３２が、絶縁体１３１に巻きつけるとき、容易に抜けないように、絶縁体１３１にはくぼみ部１３５が設けられている。

図１９及び図２０における給電は、放射素子５１に関し、フック７０とフック８１が電気的に接触することで行われる。

また、放射素子５２に関しては、導電性の布１３２との間に静電容量を持つことで高周波的に接続され、給電が行われる。
（第１４の実施例）
（１４）第１４の実施例のワイドバンドアンテナの構成
図２１は、本発明のワイドバンドアンテナの第１４の実施例の構成図である。

図２１に示した第１４の実施例におけるワイドバンドアンテナは、ウエア２００に、マジックテープ２０１を用いて、本ワイドバンドアンテナを取り付けた実施例である。

本ワイドバンドアンテナが取り付けられているベース５０には、マジックテープ２０２が付加されており、ウエア２００側のマジックテープ２０１に、取り付けるようになっている。

これにより、簡単に取り外しができる構造になっている。

また、同軸ケーブル１０の先端には、コネクタ２０３が接続され、必要な機器に接続する。
（第１５の実施例）
（１５）第１５の実施例のワイドバンドアンテナの構成
図２２は、本発明の第１５の実施例におけるワイドバンドアンテナの構成を示した構成図である。

図２１との相違点は、ウエア２００にチャック２１０が付加され、チャック２１０とベース５０側のチャック２１１とで、ウエア２００に取り付けるようになっている点である。
（第１６の実施例）
（１６）第１６の実施例のワイドバンドアンテナの構成
図２３は、本発明の第１６の実施例におけるワイドバンドアンテナの構成を示した構成図である。

図２２との違いは、ウエア２００に、ボタン２２０及び２２１で取り付けるようになっている点である。

なお、第１４の実施例から第１６の実施例は、ユーザの身につけるウェア２００を例にして説明したが、本実施の形態はこれらに限定されるものではなく、ユーザが身につける帽子や鞄などであっても良い。
（１７）各種測定
図２４は、本発明の実施例におけるワイドバンドアンテナを試作し、そのリターンロス特性を実際に測定した値である。

図４の実施例において、放射素子１と２は同じ形状としている。

放射素子の使用材料は、フレキシブルプリント基板を使用している。

最低使用周波数を４２０ＭＨｚとし、このとき、Ａ１の寸法が１／４波長になるように設計している。

寸法は、Ａ１＝Ａ２＝１８０ｍｍ、Ｂ１＝Ｂ２＝１２０ｍｍ、Ｄ＝５ｍｍである。

また、Ｃ１の値を、６０ｍｍ〜１２０ｍｍまで、２０ｍｍごとに変化させたときのリターンロス特性を測定したものである。

Ｃ１＝１００ｍｍの場合（実線）、最も広帯域の特性が得られており、リターンロスが−９．５ｄＢ以下、すなわち、ＶＳＷＲ＜２．０以下の帯域は、３６０ＭＨｚ〜７８０ＭＨｚが得られている。この場合の比帯域は、約７４％になり、非常に広帯域な特性が得られている。

この結果により、本発明の実施例におけるワイドバンドアンテナが、広い帯域で使用可能な広帯域アンテナであること及びＣ１の値を調整することにより、インピーダンスの調整が可能なことがわかる。

図２５は、図２４において、Ｃ１＝１００ｍｍを選定し、フレキシブルプリント基板（点線）を用いて放射素子１及び２を形成したときと、図１１及び図１２に示した第９の実施例の導電性の布（実線）とを用いて、フレキシブルプリント基板と同じ寸法の放射素子１及び２を形成したときのリターンロス特性を比較したものである。

給電方法の違いがあるが、リターンロス特性−９．５ｄＢの帯域はやや広がっている。

この測定結果は、導電性の布を用いても、同等の結果が得られることを示していると共に、図９及び図１０の給電構造は、インピーダンス調整効果があり、適切に調整することにより、更なる広帯域化が可能なことを示している。

図２６は、図２４のフレキシブルプリント基板（点線）で構成したワイドバンドアンテナを、自由空間中で使用した場合（図中では、自由空間と記載する。）と、人体の背中に洋服の上から密着して使用した場合（図中では、人体密着と記載する。）のリターンロス特性を示している。

図２６によれば、人体に密着しても、リターンロス特性は劣化していないことがわかる。

この実測結果から、本発明の実施例におけるワイドバンドアンテナは、人体に密着していても、リターンロス特性が劣化しないワイドバンドアンテナと理解することができる。
（１８）本発明に係る各種実施例の効果
以上説明したように、本発明のワイドバンドアンテナは、以下の効果を有している。
１）平面、薄型のアンテナで、広帯域である（比帯域７４％以上の事例を実測で確認）。
２）導体板による実施例以外に、折り曲げ可能な導体フィルムや、導電性のある布であっても、ワイドバンドアンテナを形成することができる。
３）導電性のある布により、ワイドバンドアンテナを形成した場合には、同軸ケーブルを布にハンダ付けしなくても良い。
４）洋服などの身に着ける物に装着することにより、人体付近に設置可能である。
５）人体に近接して設置しても、入力インピーダンス特性が劣化しない。すなわち、このアンテナを洋服に付け、それを着て用いても入力インピーダンス特性は劣化せず、かつ、広帯域な特性を維持できる。

本発明の第１の実施例におけるワイドバンドアンテナの構成図である。 本発明の第２の実施例におけるワイドバンドアンテナの構成図である。 本発明の第３の実施例におけるワイドバンドアンテナの構成図である。 本発明の第４の実施例におけるワイドバンドアンテナの構成図である。 本発明の第４の実施例におけるワイドバンドアンテナの斜視図である。 本発明の第５の実施例におけるワイドバンドアンテナの構成図である。 本発明の第６の実施例におけるワイドバンドアンテナの構成図である。 本発明の第７の実施例におけるワイドバンドアンテナの構成図である。 本発明の第８の実施例におけるワイドバンドアンテナの構成図である。 本発明の第８の実施例におけるワイドバンドアンテナの給電ユニットの詳細図である。 本発明の第９の実施例におけるワイドバンドアンテナの構成図である。 本発明の第９の実施例におけるワイドバンドアンテナの給電ユニットの詳細図である。 本発明の第１０の実施例におけるワイドバンドアンテナの構成図である。 本発明の第１０の実施例におけるワイドバンドアンテナの給電ユニットの詳細図である。 本発明の第１１の実施例におけるワイドバンドアンテナの構成図である。 本発明の第１１の実施例におけるワイドバンドアンテナの給電ユニットの詳細図である。 本発明の第１２の実施例におけるワイドバンドアンテナの構成図である。 本発明の第１２の実施例におけるワイドバンドアンテナの給電ユニットの詳細図である。 本発明の第１３の実施例におけるワイドバンドアンテナの構成図である。 本発明の第１３の実施例におけるワイドバンドアンテナの給電ユニットの詳細図である。 本発明の第１４の実施例におけるワイドバンドアンテナの構成図である。 本発明の第１５の実施例におけるワイドバンドアンテナの構成図である。 本発明の第１６の実施例におけるワイドバンドアンテナの構成図である。 本発明に係るワイドバンドアンテナのリターンロス特性１を求めたものである。 本発明に係るワイドバンドアンテナのリターンロス特性２を求めたものである。 本発明に係るワイドバンドアンテナのリターンロス特性３を求めたものである。 従来技術のアンテナ１の構成図である。 従来技術のアンテナ２の構成図である。

符号の説明

１、２ 放射線素子
１０ 同軸ケーブル
１１ 同軸外部導体
１２ 同軸中心導体
１３ ハンダ付け
１４ 給電部
１５ 給電導体
１６ 絶縁体
１７ 糸
２０、２１ 給電部
３０、３１ 給電導体
４０、４１ 絶縁体
５０ ベース
５１、５２ 放射素子
５３ 糸
５４ マジックテープ
６０ 給電ユニット
６１ マジックテープ
６２ プリント基板
６３、６４ 給電導体
７０ フック
７１ マジックテープ
８０ 給電ユニット
８１ フック
８２ マジックテープ
８３ 金具
８５ 糸
８６ プリント基板
８７ 給電導体
８８ 給電導体
８９ 金具
１００、１１１ ボタン
１０１ 糸
１１０ 給電ユニット
１１２、１１３ 導体
１１４ プリント基板
１１５、１１６ 給電導体
１２０、１３０ 給電ユニット
１３１ 絶縁体
１３２ 導電性の布
１３３ マジックテープ
１３４ プリント基板
１３５ くぼみ部
２００ ウェア
２０１、２０２ マジックテープ
２０３ コネクタ
２１０、２１１ チャック
２２０、２２１ ボタン
３００ プリント基板
３０１、３０２ 放射素子
３０３、３１１ マイクロストリップライン
３０４ グランド
３０５ スルーホール
５０１ 円板
５０２ 円錐
５０３ 同軸ケーブル
５０４ 同軸中心導体
５０５ 同軸外部導体
６０１ パッチ素子
６０２ グランド
６０３ 絶縁布

Claims (15)

1. 略直角三角形の形状を有する平板状の２枚の放射素子を、斜辺以外の二辺のうちの一辺について線対称に配置すると共に、該２枚の放射素子のうちの第１の放射素子は、第２の放射素子に対して、線対称の中心線の方向に平行移動した位置に配置され、
   前記２枚の放射素子は、
   互いに向き合う辺の所定の位置において給電される
   ことを特徴とするワイドバンドアンテナ。
2. 前記放射素子の形状である前記略直角三角形は、
   略直角部以外の２つの頂点のうち、少なくとも１つの頂点の一部が切り取られた形状になっている
   ことを特徴とする請求項１に記載のワイドバンドアンテナ。
3. 前記放射素子の材質は、
   折り曲げ可能であって、かつ導電性のある材質である
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のワイドバンドアンテナ。
4. 前記給電を行う同軸ケーブルを更に備え、
   該同軸ケーブルの同軸中心導体が前記第１の放射素子に接続されると共に、該同軸ケーブルの同軸外部導体が前記第２の放射素子に接続される
   ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のワイドバンドアンテナ。
5. 同軸ケーブルを更に有すると共に、
   導体部と誘電体とを有する折り曲げ可能なフレキシブルプリント基板によって、給電導体と絶縁体とを有する、前記給電を行う給電部が形成され、
   該同軸ケーブルの同軸中心導体が前記第１の放射素子に接続されると共に、該同軸ケーブルの同軸外部導体が前記第２の放射素子に接続され、
   前記給電部は、
   前記給電導体の面積と前記絶縁体の厚さとを調整することによって静電容量を調整し、前記放射素子に給電する
   ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のワイドバンドアンテナ。
6. 折り曲げ可能なプリント基板によってワイドバンドアンテナが形成されると共に、前記放射素子はエッチングにより形成され、前記給電はマイクロストリップラインによって行われ、接地は前記マイクロストリップライン及びマイクロストリップ線路によって形成される
   ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載のワイドバンドアンテナ。
7. 前記放射素子が前記プリント基板の上面に配置されると共に、前記マイクロストリップラインによって直接接続及び給電される
   ことを特徴とする請求項６に記載のワイドバンドアンテナ。
8. 前記第１の放射素子に接続されると共に、給電を行う第１の給電部を備え、
   前記第２の放射素子に接続されると共に、給電を行う第２の給電部を備え、
   前記第１の給電部は給電導体と絶縁体から形成されると共に、糸により前記第１の放射素子に縫い付けられ、
   前記第２の給電部は給電導体と絶縁体から形成されると共に、糸により前記第２の放射素子に縫い付けられた
   ことを特徴とする請求項６に記載のワイドバンドアンテナ。
9. 前記第１の放射素子と前記同軸中心導体との間に第１の給電部を備え、
   前記第２の放射素子と前記同軸外部導体との間に第２の給電部を備え、
   前記第１の給電部は、前記同軸中心導体が接続された給電導体を有する折り曲げ可能な第１のプリント基板を備え、
   前記第２の給電部は、前記同軸外部導体が接続された給電導体を有する折り曲げ可能な第２のプリント基板を備え、
   前記第１のプリント基板はマジックテープにより前記第１の放射素子に付けられ、
   前記第２のプリント基板はマジックテープにより前記第２の放射素子に付けられることにより、前記第１の給電部が前記第１の放射素子に給電すると共に、前記第２の給電部が前記第２の放射素子に給電する給電ユニットを形成する
   ことを特徴とする請求項４又は６に記載のワイドバンドアンテナ。
10. 前記第１の給電部は、フックを更に備え、
    前記第１の給電部は該フックにより前記第１の放射素子に付けられ、
    前記第２の給電部はマジックテープにより前記第２の放射素子に付けられることにより、前記給電ユニットが給電を行う
    ことを特徴とする請求項９に記載のワイドバンドアンテナ。
11. 前記第１の放射素子と前記同軸中心導体との間に第１の給電部を備え、
    前記第２の放射素子と前記同軸外部導体との間に第２の給電部を備え、
    前記第１の給電部は、前記同軸中心導体が接続された給電導体を有する折り曲げ可能な第１のプリント基板を備え、
    前記第２の給電部は、前記同軸外部導体が接続された給電導体を有する折り曲げ可能な第２のプリント基板を備え、
    前記第１のプリント基板はボタンにより前記第１の放射素子に付けられ、
    前記第２のプリント基板はボタンにより前記第２の放射素子に付けられることにより、前記第１の給電部が前記第１の放射素子に給電すると共に、前記第２の給電部が前記第２の放射素子に給電する給電ユニットを形成する
    ことを特徴とする請求項４又は６に記載のワイドバンドアンテナ。
12. 前記第１の給電部は、フックを更に備え、
    前記第１の給電部は該フックにより前記第１の放射素子に付けられ、
    前記第２の給電部はボタンにより前記第２の放射素子に付けられることにより、前記給電ユニットが給電を行う
    ことを特徴とする請求項１１に記載のワイドバンドアンテナ。
13. 前記第１の給電部は、フックを更に備え、
    前記第２の給電部が有する給電導体は導電性の布であって、前記導電性の布が前記第２のプリント基板の表と裏を覆うように縫い合わせられ、
    前記第１の給電部は前記フックにより前記第１の放射素子に付けられ、
    前記第２の給電部はマジックテープにより前記第２の放射素子に付けられることにより、前記給電ユニットが給電を行う
    ことを特徴とする請求項９に記載のワイドバンドアンテナ。
14. ユーザの装着する物に取り付けられる
    ことを特徴とする請求項１乃至１３の何れか１項に記載のワイドバンドアンテナ。
15. 前記ユーザの装着する物はウェアであり、該ウェアがマジックテープ、チャック又はボタンの少なくとも何れか１つ又は組み合わせによって接着される
    ことを特徴とする請求項１４に記載のワイドバンドアンテナ。

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