JP4088292B2 - アンテナ装置 - Google Patents

Description

本発明は、アンテナ装置に関する。

携帯無線機や携帯テレビに用いられるアンテナは、年々、小型化されている。アンテナを小型化するために、例えば、アンテナをヘリカル型またはメアンダ型にする方法やアンテナを地板に対して低姿勢化する方法等が提案されている。これらの方法は、分布定数素子であるアンテナを集中定数素子にすることによって小型化を図っている。しかしながら、集中定数は分布定数に比べてＱ値が高いので、これらの方法ではアンテナの動作周波数帯域が狭くなるという問題が生じる。

非特許文献１は、メアンダ型のアンテナを用いることによって、第１共振周波数と第３共振周波数とを近接させる方法を開示している。しかしながら、第３共振周波数は第１共振周波数の３倍の周波数を有している。よって、第１共振周波数および第３共振周波数をひとつの周波数に近づけることによってアンテナの動作周波数帯域を広げることは困難である。

特許文献１は、筐体に切込みを入れることによって放射特性を改善する方法を開示している。しかしながら、この切込みは、電流を阻止することによって筐体への電流漏洩を抑制するものであり、アンテナの動作周波数帯域を広げる技術ではない。
C.-W.P.Huang他「FDTD CHARACTERIZATION ~」１９９９年Progress in Electromagnetics Research, PIER 24, 185-199, 1999 特許第３２５１６８０号

複数の共振周波数を接近させることによって、従来よりも広い周波数帯域に亘って動作するアンテナ装置を提供する。

本発明に係る実施形態に従ったアンテナ装置は、或る周波数の電波に共振するアンテナ装置であって、長手方向を有し、該長手方向に延びる長辺に凹部が設けられた有限地板と、前記有限地板の長辺の一端近傍に設けられた給電点と、前記給電点から給電され、前記アンテナ装置の共振周波数の波長λの１／４より大きく、半分未満の長さＬ_Ａを有する線状素子とを備え、
前記線状素子は、メアンダ型、ヘリカル型もしくはコイル型の線状素子であり、
前記有限地板の長辺の長さをＬ_Ｂとし、前記凹部の深さをＬ_Ｃとすると、式１
Ｌ_Ａ＋Ｌ_Ｂ＋２＊Ｌ_Ｃ＝λ （式１）
を満たし、隣り合う共振周波数の狭帯域化を抑制しつつ、該隣り合う共振周波数を接近させ、共振周波数を広帯域化させることを特徴とする。

本発明によるアンテナ装置は、複数の共振周波数を接近させることによって、従来よりも広い周波数帯域に亘って動作する。

以下、図面を参照して本発明に係る実施形態を説明する。本実施形態は、本発明を限定するものではない。

図１は、本発明に係る第1の実施形態に従ったアンテナ装置１００の構成図である。アンテナ装置１００は、有限地板１０と、給電点２０と、線状素子３０とを備えている。有限地板１０は、長方形に成形されており、長手方向に伸びる２つの長辺を有する。これらの長辺の１つに凹部１５が設けられている。凹部１５は、例えば、有限地板１０の長辺に対して垂直方向へ延伸した切込みまたはスロットである。線状素子３０の長さをＬ_Ａ有限地板１０の長辺の長さをＬ_Ｂとし、凹部１５の深さをＬ_Ｃとすると、式１を満たすように有限地板１０は設計されている。

Ｌ_Ａ+Ｌ_Ｂ＋２＊Ｌ_Ｃ＝λ＊（３／４） （式１）
ここで、λは、アンテナ装置１００の動作周波数帯域の上限の周波数ｆを有する電波の波長である。

給電点２０は、有限地板１０の長辺のうち、凹部１５が設けられた長辺の一端近傍に設けられている。線状素子３０は、式２で示す長さを有する。

λ＊（１／４）＜Ｌ_Ａ＜λ＊（１／２） （式２）
線状素子３０は、図１に示すようにメアンダ型に成形されたアンテナ素子である。線状素子３０の一端は給電点２０に接続され、その他端は開放されている。線状素子３０は、コイル型あるいはヘリカル型に成形されたアンテナ素子であってもよい。

有限地板１０は、筐体または筐体内に設けられた導体板でよい。筐体は、外部から進入するノイズ、もしくは、内部で放射するノイズを抑制するために、内部回路を被覆する導体から成る箱である。有限地板１０は、この筐体自体でよい。筐体内には、回路基板上に地板が配置されている場合がある。この場合には、有限地板１０は、この地板でよい。以下、筐体および地板は等価であるとして説明している。

次に、アンテナ装置１００の動作を説明する。線状素子３０は、λ＊（１／４）より大きく、λ＊（１／２）未満の長さを有する。また線状素子３０の長さおよび有限地板１０の長さの和はλ（１波長）に等しい。線状素子３０の長さを上記のように設定した理由は、この素子が半波長の長さの場合、共振時に電流が最小となる並列共振状態になってしまい、整合がとれなくなるからである。上記のように設定した場合、電流の振幅は、給電点２０の位置において０とはならないように分布し、電波はアンテナ装置１００に共振する。

もし、線状素子３０が直線状でメアンダ型、コイル型またはヘリカル型に成形されておらず、尚且つ、有限地板１０が凹部１５を有していない場合には、動作周波数の上限周波数の約半分の周波数（即ち、ｆ／２）を有する電波が共振する。周波数ｆ／２の電波の波長をλ’（λ’＝２＊λ）とすると、線状素子３０の長さおよび有限地板１０の長さの和はλ’／２（半波長）に等しい。

本実施形態によるアンテナ装置１００では、線状素子３０はメアンダ型、コイル型またはヘリカル型に成形されており、尚且つ、有限地板１０は凹部１５を有している。これにより、アンテナ装置１００には電気的な短縮効果が生じるため、共振周波数は上昇する。

共振周波数の上昇は、波長λの電波および波長λ’の電波の両方に生じる。しかし、高周波数の電波であるほど、電気的な短縮効果は小さくなる。従って、波長λ’の電波の周波数は、波長λの電波のそれよりも大きく上昇するので、波長λ’の電波の共振周波数が波長λの電波の共振周波数に接近する。これにより、複数の共振周波数が連続し、アンテナ装置１００の共振状態における周波数帯域が広がる。しかしながら、以下に説明するように、このような広帯域化の効果は従来のメアンダ型、コイル型またはヘリカル型のアンテナ素子のみでは発生させることは困難である。

一般に、線状素子３０の隣り合う屈曲部Ｍの間隔が小さい（屈曲部Ｍの数が多い）と、複数の共振周波数は近接するが、その反面、各共振周波数における帯域幅が狭くなる。このため、線状素子３０の屈曲部Ｍの間隔が小さ過ぎると、隣り合う共振周波数の間に整合が取れていない状態が発生し、共振状態における周波数帯域を広げることが困難になる。これはアンテナをメアンダ構造もしくはコイル構造とすると、アンテナからの放射が少なくなるため、結果として、共振周波数の帯域が狭くなるからである。

一方、本実施形態では、凹部１５が有限地板１０に設けられている。この凹部１５に電流が集中し、凹部１５に沿って電流が流れ、結果としてこの凹部１５はメアンダ素子と類似した性質を有する。つまりこの凹部１５は有限地板１０の一部をメアンダ素子として動作させる働きを発生させる。この結果、凹部１５は、上記した線状素子３０により波長λと波長λ´を近接させる効果を補助することになる。これにより、線状素子３０の屈曲部Ｍの数Ｎｍを低下させたとしても、即ち、屈曲部Ｍの間隔Ｄｍを比較的広く維持したとしても、隣り合う共振周波数の狭帯域化を抑制しつつ、この隣り合う共振周波数を接近させることができる。このとき屈曲部Ｍの数Ｎｍと、隣り合う屈曲部Ｍの間隔Ｄｍとは、式３の関係を有する。

Ｄｍ＝λ／（４＊Ｎｍ） （式３）
第１の実施形態は、有限地板１０に凹部１５を設けることによって、線状素子３０の屈曲部Ｍの必要数を低下させることができる。その結果、アンテナ装置１００の共振周波数帯域を狭くすることなく、隣り合う共振周波数を接近させることが可能となる。

さらに、非特許文献１の記載ように、λ／２の共振周波数（第１共振周波数）およびλ＊（３／２）の共振周波数（第３共振周波数）を接近させようとしても、周波数が互いに離れているので、共振周波数の広帯域化は不可能であった。ちなみにこちらの場合、λの共振周波数（第２共振周波数）では並列共振になりインピーダンスが非常に大きくなって給電線のインピーダンスである５０Ωとは整合をとることができない。

つまり、メアンダ素子などを用いた従来技術では、アンテナのみで共振を発生させ、それらを近接させようとしていたところに大きな欠点があり、広帯域化には不向きであった。

しかし、第１の実施形態では、筐体を用いた共振現象を導入することでλ／２の共振（第１共振）とλの共振（第２共振）という隣接する共振を使用し、さらに線状素子３０の長さ、有限地板１０の長辺の長さおよび凹部１５の深さを上述のように最適化することによって、λ／２の共振周波数およびλの共振周波数を接近させることができる。その結果、従来技術に比べて２つの共振周波数を容易に近接させることができ、アンテナ装置１００の共振周波数の広帯域化が可能となる。尚、以上の記載において、線状素子３０、有限地板１０および凹部１５の長さは電気的な長さを示す。

図２および図３は、線状素子３０に代えて使用可能な線状素子の構成図である。図２は、コイル型またはヘリカル型の線状素子３１を示す。線状素子３０に代えて線状素子３１を用いた場合、線状素子３１は、その巻き数をＮｍとし、隣り合う巻き線の間隔をＤｍとして、式３に従うように設計される。この場合、有限地板１０に凹部１５を設けることによって、線状素子３１の巻き数Ｎｍを低下させることができる。その結果、第１の実施形態と同様に、アンテナ装置１００の共振周波数帯域を狭くすることなく、隣り合う共振周波数を接近させることができる。

図３は、メアンダ型の線状素子３２を示している。図１の線状素子３０は、屈曲しながら有限地板１０の長手方向を往来しているが、図３の線状素子３２は、屈曲しながら有限地板１０の短辺方向へ延伸している。線状素子３２は、屈曲部Ｍの数をＮｍとし、隣り合う屈曲部Ｍの間隔Ｄｍとして、式３が成り立つように設計される。これにより、第１の実施形態の効果を得ることができる。

図４（Ａ）および図４（Ｂ）は、アンテナ装置のインピーダンス変動およびアンテナ装置の反射係数のシミュレーション結果を示すグラフである。図４（Ａ）および図４（Ｂ）は、従来のアンテナ装置と第１の実施形態のアンテナ装置１００とを比較した結果を示す。反射係数が小さいほど、アンテナ装置の性能は良い。

このシミュレーションで用いられた従来のアンテナ装置および第１の実施形態のアンテナ装置１００はともに、動作周波数の上端の周波数を６２０ＭＨｚとして設計されている。即ち、メアンダもしくはコイル構造の線状素子３０の長さが２２ｃｍ、筐体の長さが２６ｃｍでアンテナ装置全体の長さは、ほぼ４８ｃｍである。

従来のアンテナ装置は、筐体に凹部を有しない。一方、本実施形態によるアンテナ装置１００は、筐体に４ｃｍの凹部を有する。この４ｃｍという長さは、中心周波数が６２０MHｚの電波（１波長は約４８ｃｍ）の１２分の１波長の長さに相当する。

図４（Ｂ）に示すように、反射レベルのスレッショルド値は、−４ｄＢとした。その結果、従来のアンテナ装置の動作周波数は４３０ＭＨｚ〜５３５ＭＨｚの帯域となり、本実施形態によるアンテナ装置１００の動作周波数は４１０ＭＨｚ〜６２５ＭＨｚの帯域となった。即ち、本実施形態によるアンテナ装置１００は、従来のアンテナ装置に比べて２倍以上の動作帯域を得ることができる。

従来のアンテナ装置では、９００MHｚにおいて他の共振が生じているが、この共振周波数は高すぎるために動作周波数の広帯域化に寄与しない。一方、第１の実施形態では、この電波の共振周波数を低い周波数へ移動させ、隣り合う共振周波数を融合させることによって、広帯域化が実現されている。

第１の実施形態において、凹部１５の深さを４分の１波長以上にした場合には、特許文献１で明らかにされた切込みによる電流阻止の効果が発生し、筐体の電気的な長さが非常に短くなり、１０００MHｚ帯の周波数でしか共振しない。その結果、動作周波数の帯域が狭くなるという結果（図示せず）が得られた。よって、凹部１５の深さは８分の１波長以下の切込みであることが好ましく、このときに、動作周波数帯域が広がるという効果が得られる。

尚、図４（Ａ）を参照すると、第１の実施形態のインピーダンスは、２つの共振周波数の間において変異点が生じている。これは、この変異点の前後で共振が切り替わったことを意味する。

（第２の実施形態）
図５は、本発明に係る第２の実施形態に従ったアンテナ装置２００の構成図である。アンテナ装置２００は、線状素子３３をアンテナ素子として備えている。線状素子３３の一端は給電点２０に接続され、線状素子３３の他端は可変容量素子４０を介して有限地板１０に接続されている。可変容量素子４０は、ダイオードまたはＭＥＭＳ素子のように容量値を変更することができる容量素子である。

アンテナ装置２００は、制御回路５０および無線回路６０をさらに備えている。制御回路５０は、可変容量素子４０の容量値を制御する回路である。無線回路６０は、制御回路５０および線状素子３３に接続されている。制御回路５０および無線回路６０は、有限地板１０上に搭載されている。

可変容量素子４０の容量値によって動作周波数が変化する。線状素子３３の物理的な長さは、可変容量素子４０の容量値を最小としたときに決定される。このとき、アンテナ装置２００は、動作周波数のうち最も高い周波数ｆ’’で動作する。可変容量素子４０と組み合わせた線状素子３３の電気的な長さは、この最も高い周波数ｆ’’を有する電波の波長λ’’の４分の１以上半分以下に等しくなるように設定されている。

有限地板１０の長さと可変容量素子４０と線状素子３３の電気的な長さを加えた長さは波長λ’’に等しくなるように設定されている。これにより、アンテナ装置２００は、周波数ｆ’’の電波と共振する。

可変容量素子４０の容量値を変更することによって、動作周波数帯域が移動する。例えば、可変容量素子４０の容量値を変更することによって、図４（Ｂ）に示す本実施形態のグラフは高帯域または低帯域へ平行移動する。可変容量素子４０の容量値は、実際の線状素子３３の先端の浮遊容量と等しくなるように設定することが好ましい。例えば、実際の線状素子３３の先端の浮遊容量が０．数ｐＦである場合、０．数ｐＦとする。可変容量素子４０の容量値を線状素子３３の先端の浮遊容量よりも大きくすると、アンテナ装置２００の動作周波数帯域が狭くなるからである。

図６は、可変容量素子４０の内部構成を示す図である。可変容量素子４０は、キャパシタンス４１と、ダイオード４２と、インダクタンス４３と、可変抵抗４４と、直流電源４５とを含む。キャパシタンス４１は、ダイオード４２に印加される直流電源４５からの電圧が給電点２０へ漏洩しないように配置されている。ダイオード４２は、直流電源４５から印加される電圧によって容量値が変化するバリキャップダイオードである。インダクタンス４３は、給電点２０からの高周波電流が制御回路へ漏洩しないように配置されている。可変抵抗４４の抵抗値は、制御回路５０からの信号を受けて変化する。可変抵抗４４の抵抗値を変更することによって、直流電源４５からダイオード４２へ印加される電圧は変化する。

制御回路５０は、無線回路６０から容量値の切替え信号を受信すると、可変抵抗４４の抵抗値を変化させる。これにより、ダイオード４２に印加される電圧が変化し、ダイオード４２の容量値が変化する。可変容量素子４０の容量値が変化すると、アンテナ装置２００の特性が変化するため、例えば、受信信号の信号強度も変化する。受信信号の信号強度が弱い場合には、無線回路６０は、さらに、制御回路５０に対して容量値の切替え信号を出力する。受信信号の信号強度が充分強い場合には、無線回路６０は容量値の切替え信号を出力しない。

以上のように、第２の実施形態は、可変容量素子４０の容量値を変更することによって、アンテナ装置２００の動作周波数帯をシフトさせることができる。

図７から図１０は、線状素子３３の具体例を示す図である。図７は、図１に示す線状素子３０と同様にメアンダ型に成形された線状素子３４である。図８は、図２に示す線状素子３１と同様にコイル型またはヘリカル型に成形された線状素子３５である。図９は、図３に示す線状素子３２と同様にメアンダ型に成形された線状素子３６である。図７から図９の線状素子３４〜３６の各先端は、可変容量素子４０を介して有限地板１０に接続されている。線状素子３３を線状素子３４〜３６のいずれかに成形することによって、第１の実施形態と同様に、アンテナ装置２００の電気的な長さを長くすることができる。

図１０に示す線状素子３７は、一端が給電点２０に接続され、他端が開放されている。線状素子３７の一端と他端との間のノードＮは、可変容量素子４０を介して有限地板１０に接続されている。可変容量素子４０の容量値が高い場合には、図１０に示すように線状素子３７の途中に可変容量素子４０を配置する。このように配置する理由は後述する。線状素子３７は、ノードＮから開放端までがメアンダ型に成形されている。

一般に、ＭＥＭＳ素子またはダイオード等の容量値は、当初０．数ｐＦであっても、パッケージング後に１ｐＦ以上となってしまうことが多い。これは、ダイオードまたはＭＥＭＳ素子をパッケージングする際に、ＩＣパッケージに存在する浮遊容量が付加するためである。

これに対応するために、線状素子３７の途中に可変容量素子４０を配置する。線状素子３７の先端部分は容量的な動作をする。図７から図９に示すように、線状素子の先端に可変容量素子４０を接続した場合、線状素子の容量的な働きは非常に強くなる。一方、線状素子の根元（給電点２０の近傍）はインダクタンス的な働きをする。線状素子の根元に可変容量素子４０を接続した場合、線状素子の容量的な働きは弱くなる。従って、可変容量素子４０の容量値が大きい場合には、図１０に示すように可変容量素子４０を線状素子３７の途中に接続することによって、可変容量素子４０の働きを調整することができる。これにより、可変容量素子４０の容量値を大きくすることができる。

線状素子３４〜３７の電気的な長さおよび凹部１５を含む有限地板１０の電気的な長さは、式１および式２を満たす。これにより、第２の実施形態は、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。

さらに、第２の実施形態は、可変容量素子４０の容量値を変更することによって、動作周波数帯域を広く保ちつつ、動作周波数帯域の周波数をシフトさせることができる。

図１１は、第２の実施形態のアンテナ部分の具体例を示す斜視図である。アンテナ装置２００は、給電線２１０と、信号線２２０と、シールド２３０とをさらに備えている。ここでは、アンテナ素子として図７に示す線状素子３４を採用している。給電線２１０は、図５の無線回路６０からの高周波信号を線状素子３４へ給電する。信号線２２０は、図５の制御回路５０からの制御信号を可変容量素子４０へ伝達する。シールド２３０は、制御回路５０および無線回路６０を内蔵し、これらを高周波信号から遮蔽する。

線状素子３４は、針金を形成し、あるいは、板金の打ち抜きによって形成すればよい。可変容量素子４０の一方の端子は線状素子３４に接続され、他方の端子は有限地板１０のアースに接続されている。

図１２および図１３は、第２の実施形態のアンテナ部分の他の具体例を示す斜視図である。これらの具体例では、図１０に示す線状素子３７と同じ構成を有する線状素子３７ａおよび線状素子３７ｂをアンテナ素子として採用している。線状素子３７ａおよび３７ｂは、有限地板１０に金属を堆積し、これをエッチングすることによって形成される。また、線状素子３７ａおよび３７ｂは、メアンダ型に成形された屈曲部の途中で可変容量素子４０と接続されている。

有限地板１０の裏面にはアースが設けられている。しかし、線状素子３７ａおよび３７ｂが配置されている部分（図の破線枠）のアースは排除されている。このように、線状素子３７ａおよび３７ｂを有限地板１０上に形成することによって、アンテナ装置２００を低コストかつ歩留まり良く製造することができる。

線状素子３７ａと３７ｂとは、長さにおいて互いに異なる。これに伴い、線状素子３７ａと３７ｂとは、屈曲部の数Ｎｍおよび屈曲部間の間隔Ｄｍが異なる。これにより、動作周波数帯域が互いに異なる。

可変容量素子４０と線状素子３７ａ、３７ｂとの間を接続する配線が長いと、この配線によって浮遊インダクタンスが発生する。これにより、アンテナ装置２００の特性が変化する場合がある。そこで、図１２および図１３に示すように、線状素子３７ａ、３７ｂがアース領域に近接する部分に可変容量素子１０４を配置する。その結果、浮遊インダクタンスによる特性変化を抑制することができる。

図１４は、第２の実施形態のアンテナ部分のさらに他の具体例を示す斜視図である。この線状素子３７ｃは、部分的に板状素子を含む。これにより、アンテナ装置２００の動作周波数帯域を広げることができる。これは板状化により電流の流れ方に自由度が増え結果として共振周波数に摂動が生じることによると理解される。

図１２または図１３に示す線状素子３７ａおよび３７ｂの線幅を広くすることによっても、共振周波数帯域を広げることができる。しかし、この場合、共振周波数が高くなる。

図１４のように、線状素子３７ｃは、有限地板１０の厚さ方向の幅を増大させることによって、共振周波数を高めることなく、共振周波数帯域を広げることができる。

（第３の実施形態）
図１５は、本発明に係る第３の実施形態に従ったアンテナ装置３００の構成図である。アンテナ装置３００の有限地板１０には、凹部が複数設けられている。凹部１６および１７は、凹部１５と同様に切込みまたはスロットでよい。ただし、凹部１６および１７のそれぞれの深さをＬ_１６およびＬ_１７とすると、式４を満たす必要がある。

Ｌ_Ａ+Ｌ_Ｂ＋２＊（Ｌ_１６＋Ｌ_１７）＝λ） （式４）
第３の実施形態では、凹部１６および１７が複数設けられているので、有限地板１０の物理的な長さが短くても、その電気的な長さを長くすることができる。その結果、アンテナ装置３００の全体の大きさを小さくすることができる。

凹部がＮ個（Ｎ＝２，３，４・・・）設けられており、これらの凹部の深さをそれぞれＬ_ｋ（ｋ＝１〜Ｎ）とする。この場合、式５を満たす。

Ｌ_Ａ+Ｌ_Ｂ＋２＊ΣＬ_ｋ＝λ （式５）
ここで、“Σ”は、Ｌ_１＋Ｌ_２＋Ｌ_３＋・・・Ｌ_Ｎ−１＋Ｌ_Ｎを意味する。このように凹部が３個以上設けられていることによってさらにアンテナ装置３００のサイズを小さくすることができる。

第３の実施形態では、線状素子３５に代えて、線状素子３４、３６および３７を採用してもよい。

（第４の実施形態）
図１６は、本発明に係る第４の実施形態に従ったアンテナ装置４００の構成図である。アンテナ装置４００は、有限地板１０ａおよび１０ｂを備えている。有限地板１０ａおよび１０ｂは導体４１０によって接続されている。アンテナ装置４００は、折り畳み型の端末を想定したものである。

有限地板に凹部を設け難い場合には、本実施形態のように、折り畳み部のヒンジの部分を凹部として利用してもよい。これによって、第１および第２の実施形態と同様の効果を得ることができる。

第３の実施形態では、線状素子３６に代えて、線状素子３４、３５および３７を採用してもよい。

発明者の調査の結果、凹部の深さがλ＊（１／８）以上深くなると、アンテナ装置の放射パターンが変化することが明らかになった。これは、特許文献１の記載のように、凹部によって有限地板１０上の電流の流れが阻止されるからである。上記実施形態では、有限地板１０全体を用いて放射を発生させているので、有限地板１０上の電流の流れが阻止されると、アンテナ装置の特性が劣化してしまう。したがって、上記実施形態において、凹部の深さは、動作周波数帯域の上限の周波数を有する電波の波長λの８分の１以下であることが好ましい。

以上の実施形態は、携帯無線機に適用することができる。また、以上の実施形態は、携帯テレビに適用することできる。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

本発明に係る第1の実施形態に従ったアンテナ装置１００の構成図。 線状素子３０に代えて使用可能な線状素子の形態の構成図。 線状素子３０に代えて使用可能な線状素子の形態の構成図。 アンテナ装置のインピーダンス変動およびアンテナ装置の反射係数のシミュレーション結果を示すグラフ。 本発明に係る第２の実施形態に従ったアンテナ装置２００の構成図。 可変容量素子４０の内部構成を示す図。 線状素子３４を示す図。 線状素子３５を示す図。 線状素子３６を示す図。 線状素子３７を示す図。 第２の実施形態のアンテナ部分の具体例を示す斜視図。 第２の実施形態のアンテナ部分の他の具体例を示す斜視図。 第２の実施形態のアンテナ部分の他の具体例を示す斜視図。 第２の実施形態のアンテナ部分のさらに他の具体例を示す斜視図。 本発明に係る第３の実施形態に従ったアンテナ装置３００の構成図。 本発明に係る第４の実施形態に従ったアンテナ装置４００の構成図。

符号の説明

１００ アンテナ装置
１０ 有限地板
１５ 凹部
２０ 給電点
３０ 線状素子
Ｌ_Ｂ 有限地板の長辺の長さ
Ｌ_Ｃ 凹部の深さ

Claims (8)

1. 或る周波数の電波に共振するアンテナ装置であって、
   長手方向を有し、該長手方向に延びる長辺に凹部が設けられた有限地板と、
   前記有限地板の長辺の一端近傍に設けられた給電点と、
   前記給電点から給電され、前記アンテナ装置の共振周波数の波長λの１／４より大きく、半分未満の長さＬ_Ａを有する線状素子とを備え、
   前記線状素子は、メアンダ型、ヘリカル型もしくはコイル型の線状素子であり、
   前記有限地板の長辺の長さをＬ_Ｂとし、前記凹部の深さをＬ_Ｃとすると、式１
   Ｌ_Ａ＋Ｌ_Ｂ＋２＊Ｌ_Ｃ＝λ （式１）
   を満たし、隣り合う共振周波数の狭帯域化を抑制しつつ、該隣り合う共振周波数を接近させ、共振周波数を広帯域化させることを特徴とするアンテナ装置。
2. 前記凹部は、前記有限地板の長辺の一端から（１／４）＊λ〜（１／２）＊λだけ離れた位置に設けら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. 前記凹部の深さは（１／８）＊λ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。
4. 前記凹部は、前記有限地板の長辺に複数設けら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。
5. 前記凹部は、Ｎ個（Ｎ＝２，３，４・・・）設けられており、
   前記アンテナ装置の共振周波数の波長をλ、前記有限地板の長辺の長さをＬ_Ｂ、前記凹部の深さをそれぞれＬ_ｋ（ｋ＝１〜Ｎ）とすると、式５
   Ｌ_Ａ＋Ｌ_Ｂ＋２＊ΣＬ_ｋ＝λ（ただしΣ＝Ｌ_１＋Ｌ_２＋…Ｌ_Ｎ−１＋Ｌ_Ｎ）（式５）
   を満たすことを特徴とする請求項４に記載のアンテナ装置。
6. 前記線状素子の一端は前記給電点に接続され、前記線状素子の他端は可変容量素子を介して前記有限地板に接続されていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載のアンテナ装置。
7. 前記線状素子の一端は前記給電点に接続され、前記線状素子の他端は開放され、前記線状素子のうち一端と他端との間の一部分が可変容量素子を介して前記有限地板に接続されていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載のアンテナ装置。
8. 前記可変容量素子の容量値は、前記線状素子の他端の浮遊容量と等しくなるように設定されていることを特徴とする請求項６または請求項７に記載のアンテナ装置。

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