JP2002050923A

JP2002050923A - アンテナ、アンテナ装置および無線装置

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Publication number: JP2002050923A
Application number: JP2001157787A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Yamamoto; 山本　　温; Hiroshi Iwai; 岩井　　浩; Koichi Ogawa; 晃一小川
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2000-05-26
Filing date: 2001-05-25
Publication date: 2002-02-15
Anticipated expiration: 2021-05-25
Also published as: JP4585711B2

Abstract

(57)【要約】【課題】特にアンテナ上側が小型にしたうえで、電波
の指向性を変化させることが可能なアンテナを提供す
る。【解決手段】導電性の接地導体１１と、導電性の側面
導体１４と、接地導体１１と側面導体１４とによって囲
まれた空間内に配置されたアンテナ素子１３とを備え、
アンテナ素子１３は、送信および／または受信のための
信号線と接続されている。

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
信で使用されるアンテナ、アンテナ装置および無線装置
に関し、特に、基地局用アンテナに最適なアンテナ、ア
ンテナ装置および無線装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の技術を図３６、図３７に示す。

【０００３】まず、図３６に示す第１の従来例を説明す
る。図３６はアンテナ垂直面の指向性を変化させる技術
の一例で、図３７（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）はモノポールアン
テナの放射指向性の一例を示したものである。

【０００４】図３６において２１１は接地導体、２１２
は同軸給電部、２１３はアンテナ素子である。アンテナ
素子２１３は接地導体２１１上の同軸給電部２１２と接
続されている。一例としてモノポールアンテナが軸対称
構造、つまり接地導体２１１が円盤状で、同軸給電部２
１２が接地導体２１１の表面の中心に位置し、アンテナ
素子２１３が接地導体２１１に垂直になるように同軸給
電部２１２に接続されている場合を示す。このとき、ア
ンテナの放射電波はアンテナ水平面に無指向となる。

【０００５】モノポールアンテナにおいて、垂直面の電
波の指向性を変化させる方法として接地導体２１１の大
きさを変化させる方法がある。モノポールアンテナにお
いて接地導体２１１が有限の大きさを有する場合、接地
導体２１１の端部から電波の回折が起こる。この回折の
大きさは、接地導体２１１の大きさに依存し、接地導体
２１１が大きくなればなるほど回折は小さくなり、ま
た、小さくなれば小さくなるほど回折は大きくなる。モ
ノポールアンテナの全放射電波はアンテナ素子２１３か
らの放射電波と接地導体２１１端部からの回折波の和で
ある。接地導体２１１に対してアンテナ素子２１３のあ
る方をアンテナ上側、アンテナ素子２１３のない方をア
ンテナ下側とすると、接地導体２１１が大きければ大き
いほど、アンテナ下側への電波の回り込みは少なくアン
テナ上側への放射が大きくなり、かつ、最大放射方向も
アンテナ水平面に近づく。また、接地導体２１１が小さ
くなれば、アンテナ下側への電波の回り込みが大きくな
り、最大放射方向もアンテナ真上方向に近づいていく
が、接地導体２１１の直径が１／２波長以下になると、
放射電波はアンテナ上側と下側で等しくなり、アンテナ
垂直面で８の字指向性になる。このとき最大放射方向は
アンテナ水平面である。図３７に一例として接地導体２
１１の直径が約１／２波長の時〔図３７（Ａ）〕、約
０．８波長の時〔図３７（Ｂ）〕、約３波長の時〔図３
７（Ｃ）〕の放射指向性を示す。なお、図３７（Ａ）
（Ｂ）（Ｃ）のＸ、Ｙ方向は、図３７（Ｄ）に示すよう
に、接地導体２１１の面と平行な方向を示し、Ｚ方向は
接地導体２１１の垂線方向を示している。放射指向性の
目盛りは１間隔は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。

【０００６】このように、モノポールアンテナは接地導
体２１１の大きさを変化させることにより、垂直面の電
波の指向性を変化させることが可能なアンテナとなる。

【０００７】次に図３８に示す第２の従来例を説明す
る。図３８はアンテナの指向性を変化させる技術の一例
を示し、図３８はアンテナ素子を２つ備えたモノポール
アンテナアレーを示した図であり、図３９は放射指向性
の一例を示す。

【０００８】図３８において２２１は接地導体、２２
２、２２３は同軸給電部、２２４、２２５はアンテナ素
子、２２６、２２７は給電線路、２２８は電力分配・合
成回路である。アンテナ素子２２４、２２５はそれぞれ
接地導体２２１上の同軸給電部２２２、２２３に接続さ
れている。また、同軸給電部２２２、２２３はそれぞれ
給電線路２２６、２２７を介して電力分配・合成回路２
２８に接続されている。接地導体２２１はＸ−Ｙ平面上
に設けられている。

【０００９】一例として、アンテナ素子２２４、２２５
が２つで、Ｘ軸方向に放射電波が強くなる場合を示す。

【００１０】アンテナ素子２２４、２２５は原点に対称
にＸ軸上に１／２波長離して配置され、給電される電流
の位相差は１８０度である。このとき、アレーファクタ
は＋Ｘ、−Ｘ方向に共相となり強め合う。特にアンテナ
の構造がＺ−Ｘ面、Ｚ−Ｙ面に対して対称の場合、放射
電波はＺ−Ｘ面、Ｚ−Ｙ面に対して対称になる。放射さ
れる電波は、２つのアンテナ素子２２４、２２５からの
放射電波の位相が揃う＋Ｘ方向と−Ｘ方向に強くなる。
更に、接地導体２２１の大きさやアンテナ素子間距離を
変化させることにより、アンテナ垂直面の電波の指向性
を変化させることが可能になる。

【００１１】図３９に一例として、アンテナ素子が１／
４波長金属線で構成され、各アンテナ素子に給電される
電力比が１対１であり、接地導体が矩形でＸ軸に平行な
辺の長さが２．７５波長でＹ軸に平行な辺の長さが２．
２５波長の時の放射指向性を示す。なお、図３９のＸ，
Ｙ方向は、接地導体２２１の面と平行な方向を示し、Ｚ
方向は接地導体２２１の垂線方向を示している。放射指
向性の目盛りは１間隔は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。

【００１２】このように、アンテナ素子をアレー状に配
置し、適当な位相差、アンテナ素子間隔、分配する電力
比、位相差等を与えることにより放射電波の指向性を変
化さることが可能なアンテナとなる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、第１の
従来例には、次のような問題があった。すなわち、アン
テナ水平方向に沿った放射を強めるためには、平面的に
非常に大きな接地導体２１１が必要となり、モノポール
アンテナの小型化には適していない。モノポールアンテ
ナの室内における最適設置場所の一つである天井の領域
においてアンテナ設置場所として容認される領域はそう
広いものではない。したがって、平面的な小型化が困難
で、大型にならざるを得ない第１の従来例の構造は不適
当といわざるを得ない。

【００１４】また、第２の従来例においても、アンテナ
水平方向に指向性を持たせ放射電波を強めることは可能
であるが、それには、給電線路２２６、２２７と電力分
配・合成回路２２８とが必要になる。この場合、回路の
構成上、本質的に給電線路２２６、２２７と電力分配・
合成回路２２８とに損失が生じるのは避けられない。

【００１５】また、一方のアンテナ素子２２４（２２
５）から放射された電波をもう一方のアンテナ素子２２
５（２２４）が受信してしまうアンテナ素子間のアイソ
レーションの悪さによる損失が生じる。これらの損失に
より放射効率が劣化する。特に後者の損失は、アンテナ
アレー全体として反射損失となり、反射された信号がア
ンテナに接続されている各装置に逆流し、その結果、各
装置の特性にも悪影響を与える恐れがある。

【００１６】そのため、アンテナの特性を良好にするた
めに、前者は給電線路や電力分配・合成回路２２８にお
ける損失を軽減させる必要があり、後者はアンテナ素子
間のアイソレーションを良好にする必要がある。前者の
場合は、給電線路２２６、２２７及び電力分配・合成回
路２２８各々に損失の少ないものを選べばよいが、後者
の場合は、アンテナ素子間の距離を大きくしなければな
らない。そのため、第２の従来例に示したアンテナアレ
ーはアンテナの小型化には不向きである。

【００１７】今回一例として、アンテナ素子が２個の場
合を示したが、３個以上の場合は更に大きくなることが
考えられ、特に大規模なアンテナアレーはアンテナの小
型化には不向きである。また、モノポールアンテナの室
内における最適設置場所の一つである天井の領域におい
てアンテナ設置場所として容認される領域はそう広いも
のではない。

【００１８】したがって、平面的な小型化が困難で、大
型にならざるを得ない第２の従来例の構造も不適当とい
わざるを得ない。

【００１９】アンテナを天井に設置する場合、電波放射
を効率よく行うためには、アンテナ素子が電波を放射す
る空間に面するように、アンテナ素子を逆さに吊り下げ
床に向けて設置することが望ましい。

【００２０】更に、アンテナと全ての放射空間の間に電
波の伝搬を阻害するものがないこと、アンテナ素子から
全ての放射対象の空間が見渡せることが望ましい。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、図３６〜図３９
に示す従来例ではアンテナ素子が天井からの突起物とな
り、景観上好ましくなく、小型が困難な第１および、第
２の従来例の構造はこのような要望に応えることもでき
なかった。

【００２１】そこで、本発明は、上記問題に鑑み、アン
テナの大きさが小型で、特にアンテナ上側が小型にした
うえで、電波の指向性を変化させることが可能なアンテ
ナ、それを用いたアンテナ装置、および無線装置を提供
することを目的としている。

【００２２】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、第１の本発明（請求項１に対応）は、導電性の底
面部材と、導電性の側面部材と、前記底面部材と前記側
面部材とによって囲まれた空間内に配置された導電性部
材とを備え、前記導電性部材は、送信および／または受
信のための信号線と接続されているアンテナである。

【００２３】また、第２の本発明（請求項２に対応）
は、前記底面部材は接地導体として接地されている第１
の本発明のアンテナである。

【００２４】また、第３の本発明（請求項３に対応）
は、前記底面部材は、その表面上に給電点を有する第１
の本発明のアンテナである。

【００２５】また、第４の本発明（請求項４に対応）
は、前記導電性部材と前記底面部材とが、前記信号線ま
たは前記給電点以外の場所で接続している第１または第
３の本発明のアンテナである。

【００２６】また、第５の本発明（請求項５に対応）
は、前記導電性部材と前記側面部材とが接続している第
１の本発明のアンテナである。

【００２７】また、第６の本発明（請求項６に対応）
は、前記空間の全部または一部を覆う、導電性の天井部
材をさらに備えた第１の本発明のアンテナである。

【００２８】また、第７の本発明（請求項７に対応）
は、前記導電性部材と前記天井部材とが電気的および／
または機械的に接続している第６の本発明のアンテナで
ある。

【００２９】また、第８の本発明（請求項８に対応）
は、前記天井部材と前記側面部材とが電気的に接続して
いる第６の本発明のアンテナである。

【００３０】また、第９の本発明（請求項９に対応）
は、前記天井部材は、その縁部が曲線形状を有すること
を特徴とする第６の本発明のアンテナである。

【００３１】また、第１０の本発明（請求項１０に対
応）は、前記底面部材および／または前記側面部材は開
口部を有する第１の本発明のアンテナである。

【００３２】また、第１１の本発明（請求項１１に対
応）は、前記天井部材は開口部を有する第６の本発明の
アンテナである。

【００３３】また、第１２の本発明（請求項１２に対
応）は、前記開口部はその大きさを調整する手段を有す
る第１０または１１の本発明のアンテナである。

【００３４】また、第１３の本発明（請求項１３に対
応）は、前記導電性部材の前記底面部材への射影を原点
とし、前記底面部材がＸ−Ｙ平面に配置された場合、前
記底面部材と前記側面部材とが、Ｚ−Ｙ平面に対して対
称な構成を有し、前記開口部が、Ｚ−Ｙ平面に対して対
称に配置される第１１の本発明のアンテナである。

【００３５】また、第１４の本発明（請求項１４に対
応）は、前記底面部材と側面部材とが、Ｚ−Ｘ平面に対
して対称な構成を有し、前記開口部が、Ｚ−Ｘ平面に対
して対称に配置される第１３の本発明のアンテナであ
る。

【００３６】また、第１５の本発明（請求項１５に対
応）は、前記空間内に設けられた、空気より誘電率の高
い誘電体を備えた第１または第６の本発明のアンテナで
ある。

【００３７】また、第１６の本発明（請求項１６に対
応）は、前記誘電体は、少なくとも前記天井導体によっ
て覆われなかった前記空間の一部を覆うように設けられ
る第１５の本発明のアンテナである。

【００３８】また、第１７の本発明（請求項１７に対
応）は、前記誘電体は前記空間内をすべて充填する第１
６の本発明のアンテナである。

【００３９】また、第１８の本発明（請求項１８に対
応）は、前記誘電体はバイアホールを有し、前記側面部
材は、前記バイアホールから構成される第１６の本発明
のアンテナである。

【００４０】また、第１９の本発明（請求項１９に対
応）は、前記導電性部材から所定の距離だけ離して配置
された少なくとも一つの整合素子をさらに備え、前記整
合素子と前記底面部材とは電気的に接続される第１また
は第６の本発明のアンテナである。

【００４１】また、第２０の本発明（請求項２０に対
応）は、前記整合素子のうちの少なくとも一つを、前記
導電性部材に電気的に接続する第１９の本発明のアンテ
ナである。

【００４２】また、第２１の本発明（請求項２１に対
応）は、前記整合素子のうちの少なくとも一つを、前記
天井部材および／または前記側面部材に電気的に接続す
る第１９の本発明のアンテナである。

【００４３】また、第２２の本発明（請求項２２に対
応）は、請求項１に記載のアンテナの配列方法であっ
て、水平面指向性が極小となる方向を一致させて、複数
の前記アンテナを整列配置するアンテナの配列方法であ
る。

【００４４】また、第２３の本発明（請求項２３に対
応）は、第１または第６の本発明のアンテナと、前記空
間内に配置されるとともに、前記信号線と接続された、
送信および／または受信のための回路の全部または一部
とを備えたアンテナ装置である。

【００４５】また、第２４の本発明（請求項２４に対
応）は、前記回路の全部または一部を覆う遮蔽部材をさ
らに備え、前記遮蔽部材は、前記導電性部材と電気的に
接触しない第２３の本発明のアンテナ装置である。

【００４６】また、第２５の本発明（請求項２５に対
応）は、前記遮蔽部材は、前記底面部材および／または
前記側面部材の一部の凹みとして形成されており、前記
回路の全部または一部は、前記凹部内に配置される第２
４の本発明のアンテナ装置である。

【００４７】また、第２６の本発明（請求項２６に対
応）は、前記凹部を覆って前記回路の全部または一部を
収納する蓋部材をさらに備え、前記蓋部材は、前記底面
部材および／または前記側面部材と電気的に接続する第
２５の本発明のアンテナ装置である。

【００４８】また、第２７の本発明（請求項２７に対
応）は、前記回路が受動回路により構成されている第２
３の本発明のアンテナ装置である。

【００４９】また、第２８の本発明（請求項２８に対
応）は、前記回路に能動素子が含まれている第２３の本
発明のアンテナ装置である。

【００５０】また、第２９の本発明（請求項２９に対
応）は、前記回路にマイクロ波回路が含まれている第２
３の本発明のアンテナ装置である。

【００５１】また、第３０の本発明（請求項３０に対
応）は、前記回路に光受動素子が含まれている第２３の
本発明のアンテナ装置である。

【００５２】また、第３１の本発明（請求項３１に対
応）は、前記回路に光能動素子が含まれている第２３の
本発明のアンテナ装置である。

【００５３】また、第３２の本発明（請求項３２に対
応）は、前記回路はＩＣを有する第２３の本発明のアン
テナ装置である。

【００５４】また、第３３の本発明（請求項３３に対
応）は、前記回路は、前記アンテナ装置を天井部材の側
から、前記天井部材に垂直に眺めた場合、前記天井部材
に隠れて見えなくなる大きさを有する第２３の本発明の
アンテナ装置である。

【００５５】また、第３４の本発明（請求項３４に対
応）は、請求項２３に記載のアンテナ装置を複数配列し
たアレイアンテナ装置であって、複数の前記アンテナ装
置内の前記回路は、それぞれ同一の信号の入出力を行う
アレイアンテナ装置である。

【００５６】また、第３５の本発明（請求項３５に対
応）は、前記回路は、前記アンテナから脱着可能なカー
トリッジ形態を有する第２３の本発明のアンテナ装置で
ある。

【００５７】また、第３６の本発明（請求項３６に対
応）は、前記回路は、互いに異なる無線方式を有する複
数のサブ回路と、前記サブ回路のいずれかと、前記アン
テナとの接続を切り換える切換手段とを備えた第２３の
本発明のアンテナ装置である。

【００５８】また、第３７の本発明（請求項３７に対
応）は、前記回路は、前記アンテナ装置を天井部材の側
から、前記天井部材に垂直に眺めた場合、前記天井部材
に隠れて見えなくなる位置に配置されている第２３の本
発明のアンテナ装置である。

【００５９】また、第３８の本発明（請求項３８に対
応）は、前記回路は、前記送信および／または受信のた
めの信号を増幅する増幅手段と、前記送信または前記受
信信号の周波数を選択する周波数選択手段とを備えた第
２３の本発明のアンテナ装置である。

【００６０】また、第３９の本発明（請求項３９に対
応）は、第２３から第３９のいずれかの本発明のアンテ
ナ装置と、前記回路に設けられた電源回路とを備えた無
線装置である。

【００６１】以上のような本発明は、その一例としてモ
ノポールアンテナであって、接地導体と、前記接地導体
の表面に位置する給電部と、前記給電部に接続されたア
ンテナ素子と、前記アンテナ素子を含む空間の周囲を前
記アンテナ素子から離間して囲む側面導体とを有するこ
とを特徴とする。

【００６２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の詳細について図面
を参照して説明する。

【００６３】（実施の形態１）本発明の実施の形態１に
おけるモノポールアンテナは、図１（Ａ）、図１（Ｂ）
で示される。図１（Ａ）は、モノポールアンテナの概観
斜視図、図１（Ｂ）は、その断面図である。図１
（Ａ）、図１（Ｂ）において、１１は接地導体、１２は
本発明の給電点の１例である同軸給電部、１３はアンテ
ナ素子、１４は側面導体、１５は天井導体、１６，１７
は開口である。なお、図１（Ａ）において、同軸給電部
１２を原点として、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸を設定し、モ
ノポールアンテナの各部の構成は、これら座標に基づき
行う。これは以後の実施の形態において参照する図にお
いても同様である。

【００６４】上記要素を有するこのモノポールアンテナ
は、次のように構成されている。すなわち、接地導体１
１はＸ−Ｙ平面（図中Ｘ軸、Ｙ軸がなす平面。以後の実
施の形態も同様）上に配置されている。接地導体１１と
側面導体１４と天井導体１５とは互いに連結して電気的
に接続し合うことでＺ−Ｙ平面（図中Ｚ軸、Ｙ軸がなす
平面。以後の実施の形態も同様）、Ｚ−Ｘ平面（図中Ｚ
軸、Ｘ軸がなす平面。以後の実施の形態も同様）に対し
てそれぞれ対称な直方体を構成している。

【００６５】天井導体１５は、側面導体１４により囲ま
れた接地導体１１上の開口全面を覆う形状を有しておら
ず、Ｘ軸方向に沿った天井導体１１の側端と側面導体１
４との間には、互いに同形状となった矩形状の一対の開
口１６，１７が形成されている。開口１６、１７はＺ−
Ｙ平面に対して対称に形成されている。同軸給電部１２
は原点上に配置されている。アンテナ素子１３はＺ軸の
＋軸（矢印の順方向）上に沿ってモノポールアンテナ内
部に収納配置された導電線から構成されており、アンテ
ナ素子１３の一端は同軸給電部１２に接続されている。
これにより開口１６，１７はアンテナ素子１３に対して
対称な位置に配置されている。このとき、アンテナ素子
１３と接地導体１１とは電気的に接続していない。

【００６６】次に動作を、図２を参照して説明する。

【００６７】アンテナ素子１３から周波数ｆ０の電波が
放射される。放射された電波は、２個の開口１６，１７
を通って外部空間に放射される。本実施の形態の場合、
２個の開口１６，１７は電波放射源であるアンテナ素子
１３に対して対称な位置に配置されており、アンテナ素
子１３により開口１６，１７に励起される電界の向き
は、図２（Ａ）に示すように開口１６と開口１７とで逆
向きとなる。開口１６，１７それぞれに励起される電界
を磁流に置き換えて説明すると、図２（Ｂ）に示すよう
に、２つの開口１６，１７の位置それぞれには、Ｙ軸と
平行で互いに向きが逆となった振幅の等しい線状磁流源
が生じる。

【００６８】このモノポールアンテナにおける電波の放
射は、この２つの磁流源からの電波の放射と考えること
ができる。つまり、このモノポールアンテナの電波の放
射は、この２つの磁流源を並列配置してなるアンテナア
レーによる混合放射と見ることができる。

【００６９】一般にアンテナアレーにおいて、放射電波
の強められる方向はアンテナ素子に給電される電流の位
相差とアンテナ素子間隔とにより決まるアレーファクタ
により決定される。アンテナアレー全体としての放射電
波は、このアレーファクタとアンテナ素子単体の放射パ
ターンとをかけあわせたものになる。このアンテナ素子
単体の放射パターンを上記した線状磁流源単体による放
射パターンに置き換えてやれば、このアンテナの放射パ
ターンは近似的に求まる。

【００７０】具体的には、上記の２つの磁流源から放射
された電波は、磁流源がＺ−Ｙ平面に対して対称に配置
されているので、Ｚ−Ｙ平面と平行な面上において等振
幅で位相が互いに逆相になり相殺される。つまり、Ｚ−
Ｙ平面と平行な方向には電波はほとんど放射されない。
また、Ｚ−Ｘ平面と平行な面では２つの磁流源から放射
される電波の位相が揃う方向があり、その方向には電波
が強められる。一例として磁流源間距離が自由空間で１
／２波長である時は、Ｘ軸方向に位相が揃うので＋Ｘ方
向および−Ｘ方向に放射電波が強められる。

【００７１】つまり、このモノポールアンテナの構造に
より、１つのアンテナ素子でアンテナアレーの効果を引
き出すことができ、モノポールアンテナの指向性を変化
させることが可能になる。

【００７２】更に開口１６，１７のＹ方向の長さを長く
すると磁流源が長くなり、その結果、Ｘ方向への放射が
絞られ利得が大きくなる。つまり、開口１６，１７の長
さにより利得を調整できる。

【００７３】また、一般に有限大の接地導体を有するモ
ノポールアンテナは接地導体の端部で電波の回折がおこ
る。つまり、有限大の接地導体を有するモノポールアン
テナによる放射電波は、アンテナ素子による放射電波と
接地導体の端部における回折波との和となる。

【００７４】このことは本実施の形態のモノポールアン
テナにおいても同様のことがいえる。天井導体１５、側
面導体１４、接地導体１１の全ての端部及び屈折箇所に
おいて回折が起こる。本実施の形態のように、天井導体
１５に開口１６，１７がある場合では、特に天井導体１
５の端部での回折波の影響が大きくなる。

【００７５】以上説明したように、本実施の形態のモノ
ポールアンテナでは、開口１６、１７の位置や個数、大
きさに加え、天井導体１５、側面導体１４、接地導体１
１各々の大きさや形状により放射電波の指向性を変化さ
せることが可能になる。

【００７６】次に実際に試作したアンテナを図３に示
し、放射指向性を図４に、入力インピーダンス特性を図
５に示す。

【００７７】ここでは、その一例として次のものを試作
した。すなわち、自由空間波長（λ）を基準として、接
地導体１１を１辺が０．７６波長の正方形形状とした。
側面導体１４の高さを０．１９波長とした。天井導体１
５を、Ｘ軸と平行な辺の長さが０．５０波長で、Ｙ軸に
平行な辺の長さが０．７６波長である長方形形状とし
た。２つの開口１６，１７は、Ｘ軸と平行な辺の長さが
０．１３波長で、Ｙ軸に平行な辺の長さが０．７６波長
である長方形形状とした。

【００７８】このように構成された開口１６，１７を天
井導体１５のＸ軸方向に沿った両端に、Ｚ−Ｙ平面に対
して対称に配置した。同軸給電部１２は原点に配置し
た。アンテナ素子１３はＺ軸に沿って配置した導体線か
ら構成し、その素子長は０．１８波長とした。以上のよ
うに構成されたモノポールアンテナは、Ｚ−Ｘ平面、Ｚ
−Ｙ平面に対して対称な構造となる。

【００７９】図４は上記構成を備えたモノポールアンテ
ナの放射指向性を示したものである。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。

【００８０】図４中のＹ−Ｘ平面およびＺ−Ｙ平面上で
の放射指向性に示すように、このモノポールアンテナは
Ｙ方向への電波の放射が抑制され、またＹ−Ｘ平面およ
びＺ−Ｘ平面上での放射指向性に示すように、Ｘ方向へ
の電波の放射が強められている。図３７（Ｂ）に示した
従来のモノポールアンテナの特性と比較しても最大放射
方向に約２．４ｄＢだけ放射が強められているのがわか
る。また、このアンテナはアンテナ下側（Ｚ軸の−方
向）には電波をほとんど放射せず、アンテナ上側（Ｚ軸
の＋方向）に非常に強い電波を放射している。そして、
特にアンテナ斜め横方向に強い電波を放射しており、こ
の方向に指向性が強いのがわかる。

【００８１】つまり、アンテナ素子１３の周囲を囲む側
面導体１４と接地導体１１とにより、アンテナ下側、つ
まりＺ軸の−方向への放射を小さくさせている。従って
このモノポールアンテナは、廊下等の細長い室内空間に
優れた特性を有している。

【００８２】また、このモノポールアンテナは、電波を
放射させるための開口１６，１７がアンテナ天井部に配
置され、放射源であるアンテナ素子１３が接地導体１１
と側面導体１４とにより囲まれているため、アンテナ側
面方向及び下側のアンテナ配置環境による放射電波への
影響が小さい。そのため、このモノポールアンテナを室
内の天井等に設置する場合、アンテナの天井部を下向き
にした状態でモノポールアンテナを室内の天井に埋め込
み、天井導体１５が放射空間である室内の天井と同一平
面となるように設置することが可能となる。これにより
天井等から突起物がなくなり、人目に付きにくい景観上
好ましいアンテナとなる。

【００８３】図５は入力インピーダンスが５０Ωで整合
した時におけるこのモノポールアンテナのＶＳＷＲ（電
圧定在波比）特性を示している。図５に示すように、こ
のモノポールアンテナは周波数ｆ０で共振し、さらに、
ＶＳＷＲが２以下となった周波数帯域を比帯域で約１０
％有している。このように、このモノポールアンテナは
インピーダンス特性的にも非常に良好な特性を示してい
る。

【００８４】また、このモノポールアンテナでは、アン
テナ素子１３の高さ（以下、アンテナ素子高と称す、以
後の実施の形態も同様）が０．１８波長であり、通常の
１／４波長モノポールアンテナ素子よりも低くなってい
る。これは次のような理由によっている。すなわち、天
井導体１５が高さ０．１９波長のところにあってアンテ
ナ素子１３の先端と非常に近接して配置されている。そ
のため、両者の間に容量性の結合が生じ、アンテナ素子
１３の先端に容量性負荷を備えているのと等価となる。
これによりトップローディング効果が生じ、その結果と
してアンテナ素子高を低くすることができる。

【００８５】また、特にこのモノポールアンテナでは、
アンテナ素子１３と天井導体１５との間の距離が非常に
近接して配置されている。そのため、入力インピーダン
スは、アンテナ素子１３と天井導体１５との間の距離の
微小な増減によっても、その影響で不安定になる。そこ
で、アンテナ素子１３と天井導体１５との間に絶縁物、
誘電体等からなるスペーサーを配置して両者の間隔を機
械的に固定すれば、入力インピーダンス特性を安定化さ
せることができる。

【００８６】このように、このモノポールアンテナの構
成によれば、アンテナ素子１３を低背化できる効果もあ
り、モノポールアンテナを室内の天井に埋め込む場合に
おいて、人目に付きにくい景観上好ましい形態となる。

【００８７】また、本実施の形態においては、モノポー
ルアンテナがＺ−Ｙ平面、Ｚ−Ｘ平面に対して対称な構
造である場合を示したが、この場合、アンテナからの放
射電波の指向性がＺ−Ｙ平面やＺ−Ｘ平面に対して対称
になる。

【００８８】以上のように、実施の形態１によれば、簡
単な構造で、所望の指向性を持つ小型で優れたモノポー
ルアンテナが実現できる。

【００８９】（実施の形態２）以下、本発明の実施の形
態２について、図６（Ａ）（Ｂ）を参照しながら説明す
る。なお、図６（Ａ）（Ｂ）では、図１と同一ないし同
様の部分には同一の符号を付している。また、天井導体
１５は、Ｚ−Ｙ平面によって二分される天井導体１５α
と、Ｘ軸上に配置された二つの側面導体１４とそれぞれ
接続する二つの天井導体１５βとを有している。

【００９０】実施の形態２のモノポールアンテナは、ア
ンテナ素子１３に特徴がある。すなわち、アンテナ素子
１３は、その一端が同軸給電部１２に電気的に接続され
る一方、その他端が天井導体１５Ａに機械的かつ電気的
に接続されている。

【００９１】このモノポールアンテナの動作は、実施の
形態１のモノポールアンテナの動作と同様である。

【００９２】実施の形態１のモノポールアンテナにおい
ては、天井導体１５とアンテナ素子１３の先端とが互い
に非常に近接して配置される場合がある。この場合、天
井導体１５とアンテナ素子１３との間の距離の変化によ
り本アンテナの入力インピーダンスが変化してしまい、
同軸給電部１２との整合状態が悪くなる場合が起こり得
る。そして、このように同軸給電部１２との整合状態が
悪くなると、アンテナ素子１３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減してしまう。

【００９３】本実施の形態では、天井導体１５とアンテ
ナ素子１３との間の電気的かつ機械的関係を安定にする
ために、天井導体１５αとアンテナ素子１３とを半田等
で接続して両者を機械的および電気的に接続している。
このような構成にすることにより、アンテナの構造的な
安定度が増すうえに、アンテナのインピーダンスが安定
になり、その特性が改善される。

【００９４】実施の形態１で記したように絶縁体や誘電
体からなるスペーサーを備えることも可能であるが、構
造の簡単化による製作上の容易性を考えた場合、実施の
形態２の構造の方が優れている場合がある。

【００９５】次に実際に試作したアンテナを図７に示
し、その放射指向性を図８に、その入力インピーダンス
特性を図９に示す。

【００９６】ここでは、一例として次のものを試作し
た。すなわち、自由空間波長を基準として接地導体１１
を、１辺が０．７６波長の正方形形状とした。側面導体
１４の高さを０．０８波長とした。天井導体１５αを、
１本の線状導体１５Ａで構成し、天井導体１５βを、２
個の長方形導体１５Ｂで構成した。同軸給電部１２を原
点に配置した。線状導体１５Ａを長さが０．７６波長と
して、天井導体１５Ａ、１５Ｂと平行にかつＹ軸と平行
に配置した。線状導体１５Ａの両端を側面導体１４に電
気的に接続した。長方形導体１５ＢはいずれもＸ軸と平
行な辺の長さを０．１９波長としＹ軸と平行な辺の長さ
を０．７６波長とした。このような形状の長方形導体１
５Ｂをアンテナ天井部のＸ方向両端に配置した。長方形
導体１５Ｂと線状導体１５Ａとの間に開口１６，１７を
形成した。開口１６、１７は、Ｘ軸と平行な辺の長さが
０．１９波長で、Ｙ軸に平行な辺の長さが０．７６波長
の長方形とした。アンテナ素子１３の先端を線状導体１
５Ａの長さ方向の中央部に電気的に接続した。アンテナ
素子１３はＺ軸に沿って配置した導体線であり、その素
子長は０．０８波長とした。以上のように構成されたモ
ノポールアンテナはＺ−Ｘ平面、Ｚ−Ｙ平面に対して対
称な構造となる。

【００９７】図８は上記構成を備えたモノポールアンテ
ナの放射指向性を示したものである。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。

【００９８】図４中のＹ−Ｘ平面およびＺ−Ｙ平面上で
の放射指向性に示すように、このモノポールアンテナは
Ｙ方向への電波の放射が抑制され、またＹ−Ｘ平面およ
びＺ−Ｘ平面上での放射指向性に示すように、Ｘ方向へ
の電波の放射が強められている。図３７（Ｂ）に示した
従来のモノポールアンテナの特性と比較しても最大放射
方向に約４ｄＢだけ放射が強められている。また、図８
より、本アンテナはアンテナ下側（Ｚ軸の−方向）には
電波をほとんど放射せず、アンテナ上側（Ｚ軸の＋方
向）に非常に強い電波を放射している。そして、特にア
ンテナ斜め横方向に強い電波を放射しており、この方向
に指向性が強い。つまり、アンテナ素子１３の周囲を囲
む側面導体１４と接地導体１１とにより、アンテナ下
側、つまりＺ軸の−方向への放射を小さくさせている。
従ってこの例は、廊下等の細長い室内空間に優れた特性
を示す。

【００９９】また、このモノポールアンテナは、実施の
形態１と同様の理由により、アンテナ側面方向及び下側
のアンテナ配置環境による放射電波への影響が小さいた
めに、アンテナの天井部が放射空間に面するように室内
の天井と揃えて設置することが可能となり、そのために
天井等から突起物がなくなり、人目に付きにくい景観上
好ましいアンテナとなる。

【０１００】図９は入力インピーダンスが５０Ωで整合
した時におけるこのモノポールアンテナのＶＳＷＲ特性
を示している。図９に示すように、このモノポールアン
テナは周波数ｆ０で共振し、さらに、ＶＳＷＲが２以下
となった周波数帯域を比帯域で約１０％有している。こ
のように、このモノポールアンテナはインピーダンス特
性的にも非常に良好な特性を示している。

【０１０１】また、アンテナ素子高が０．０８波長であ
り、通常の１／４波長モノポールアンテナ素子よりも低
くなっている。これは、実施の形態１と同様にトップロ
ーディング効果によるものである。

【０１０２】このように本アンテナの構成によれば、ア
ンテナ素子の低背化の効果もあり、アンテナを室内の天
井に埋め込むことが不可能な場合、天井からの突起物よ
り小さく人目に付きにくい景観上好ましいアンテナとな
る。

【０１０３】また、実施の形態２においても、実施の形
態１と同様、このアンテナがＺ−Ｙ平面、Ｚ−Ｘ平面に
対して対称な構造とすることで、アンテナからの放射電
波の指向性がＺ−Ｙ平面に平行な各面およびＺ−Ｘ平面
に平行な各面に対して対称になるという効果がある。

【０１０４】以上のように、実施の形態２によれば、簡
単な構造で、所望の指向性を持つ小型で優れたモノポー
ルアンテナが実現できる。

【０１０５】（実施の形態３）以下、本発明の実施の形
態３について、図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）を参照しな
がら説明する。なお、図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）で
は、図１と同一ないし同様の部分には同一の符号を付し
ている。

【０１０６】実施の形態３におけるモノポールアンテナ
は、整合導体１８，１９を備えることに特徴がある。整
合導体１８，１９は直線導体で構成されており、Ｚ−Ｙ
平面においてＺ軸と平行に配置されている。また、整合
導体１８、１９は、Ｚ軸の＋方向上に延伸したアンテナ
素子１３に対して対称となるように配置されている。整
合導体１８、１９の一端は、接地導体１１に電気的に接
続されており、他端は接地導体１１，側面導体１４、天
井導体１５により囲まれて形成された空間内に配置され
ている。

【０１０７】このモノポールアンテナの動作は、実施の
形態１のモノポールアンテナのそれと同様である。

【０１０８】実施の形態１、２のモノポールアンテナに
おいては、場合によっては同軸給電部１２とモノポール
アンテナとの間の整合状態が悪くなる場合が起こり得
る。その場合、アンテナ素子１３に供給される電力が少
なくなり、アンテナの放射効率が悪化してしまう。

【０１０９】これに対して、本実施の形態のモノポール
アンテナは、アンテナ素子１３の近傍に、所定の間隔を
おいて整合導体１８，１９を設けることよりアンテナの
インピーダンスを変化させて同軸給電部１２との整合状
態を良好にすることができる。整合状態を良好にすれば
アンテナの特性を改善することが可能となる。

【０１１０】更には、開口１６，１７の形状に影響を与
えないように整合導体１８、１９を配置することによ
り、整合導体１８、１９がある場合の放射指向性を、整
合導体が全くない場合と同等にすることができる。これ
は、実施の形態１で述べたように、このモノポールアン
テナの実質的な放射源が主に開口１６、１７に集中して
いるためである。つまり、このモノポールアンテナによ
れば、所望の放射指向性をほとんど変化させることな
く、インピーダンスの整合状態を良好にすることが可能
となる。

【０１１１】また、実施の形態３においても、実施の形
態１と同様、このアンテナがＺ−Ｙ平面、Ｚ−Ｘ平面に
対して対称な構造とすることで、アンテナからの放射電
波の指向性がＺ−Ｙ平面およびＺ−Ｘ平面に対して対称
になる。

【０１１２】以上のように、実施の形態３によれば、簡
単な構造で、所望の指向性を持つ小型で優れたモノポー
ルアンテナが実現できる。

【０１１３】（実施の形態４）以下、本発明の実施の形
態４について、図１１（Ａ）、図１１（Ｂ）を参照しな
がら説明する。なお、図１１（Ａ）、図１１（Ｂ）で
は、図１と同一ないし同様の部分には同一の符号を付し
ている。また１６’、１７’は開口である。

【０１１４】実施の形態４のモノポールアンテナは、接
地導体１１、側面導体１４、天井導体１５で囲まれ形成
されたアンテナ内部空間を、誘電体３１で充填している
ことに特徴がある。したがって、開口１６’１７’の内
部は中空ではなく、誘電体層３１が露出している。

【０１１５】ここで、真空での誘電率ε０に対するその
誘電体の誘電率の比（比誘電率）をεｒとすると、誘電
体内での波長は、真空中の波長に比べて（εｒ）^-1/2倍
となる。εｒは１以上であるから、誘電体内では波長は
短くなる。このため、誘電体３１をアンテナ内に挿入す
ることにより、アンテナをより小形、低背な構造にする
ことができる。

【０１１６】次に実際に試作したアンテナを図１２に示
し、その放射指向性を図１３に示し、その入力インピー
ダンスの５０Ω整合時のＶＳＷＲ（電圧定在波比）特性
を図１４に示す。

【０１１７】ここでは、一例として、誘電体３１の比誘
電率εｒを３．６とした。接地導体１１を自由空間波長
を基準として長辺が０．７６波長、短辺が０．２７波長
の長方形形状とした。側面導体１４の高さを０．００６
７波長とした。天井導体１５を、Ｘ軸と平行な辺の長さ
が０．３８波長でＹ軸に平行な辺の長さが０．２７波長
の長方形形状とした。開口１６'，１７'は、誘電体３１
の表面に天井導体１５として形成される導体膜を誘電体
３１から剥離することで形成した。開口１６'、１７'は
ともにＸ軸と平行な辺の長さが０．１９波長でＹ軸に平
行な辺の長さが０．２７波長の長方形とした。このよう
に構成した開口１６'、１７'を、天井導体１５のＸ軸方
向に沿った両端に、Ｚ−Ｙ平面に対して対称に配置し
た。アンテナ素子１３は導体線であり、その素子長は
０．００６７波長とした。また、同軸給電部１２を原点
に配置し、アンテナ素子１３の一端を天井導体１５に電
気的に接続した。以上のように構成したモノポールアン
テナはＺ−Ｘ平面、Ｚ−Ｙ平面に対して対称な構造とな
る。

【０１１８】図１３において、放射指向性の目盛りは１
間隔が１０ｄＢであり、最大値で規格化してある。上記
の各実施の形態と同様、このモノポールアンテナは、ア
ンテナ下側（Ｚ軸の−方向）には電波をほとんど放射せ
ず、アンテナ上側（Ｚ軸の＋方向）に非常に強い電波を
放射し、特にＺ−Ｘ平面上での放射指向性に示すよう
に、アンテナ斜め横方向に指向性が強いので廊下等の細
長い室内空間に優れた特性を示す。

【０１１９】また、図１４に示すように、このモノポー
ルアンテナは周波数ｆ０で共振し、さらには、ＶＳＷＲ
が２以下となった周波数帯域を比帯域で約２％有してい
る。このように、このモノポールアンテナははインピー
ダンス特性の点でも、中心周波数において良好な特性を
示している。

【０１２０】また、このモノポールアンテナではアンテ
ナ素子高を０．００６７波長にすることでできる。これ
は２ＧＨｚの信号を送受信する場合においては、１ｍｍ
に相当し、従来の１／４波長モノポールアンテナ素子よ
りも高さ寸法が十分に低くなっており、さらには上記し
た実施の形態１〜３の構造に比べても低くなっている。
これはアンテナ内部に誘電体３１を充填しているためで
ある。

【０１２１】アンテナを室内の天井や壁に設置する場合
において、特にアンテナを天井や壁に埋め込むことが不
可能な場合には、高さ寸法を小さくできるこのモノポー
ルアンテナは天井や壁からの突起部分が極めて低く人目
に付きにくい景観上好ましい形態となる。

【０１２２】また、本実施の形態においては、Ｚ−Ｙ平
面、Ｚ−Ｘ平面に対して対称な構造を有するモノポール
アンテナとしたが、この場合、アンテナからの放射電波
の指向性がＺ−Ｙ平面に平行な各面およびＺ−Ｘ平面に
平行な各面に対して対称になるという効果がある。

【０１２３】さらにこのモノポールアンテナは誘電体３
１をアンテナ内部に充填配置した構造になっているの
で、両面に銅箔などの導体箔が張られている誘電体基板
を用いてこのモノポールアンテナを作製することができ
る。例えば、次のように作製することができる。すなわ
ち、両面に銅箔などの導体箔が張られた厚さ０．００６
７波長の誘電体基板を、長辺０．７６波長×短辺０．２
７波長の長方形に切断して誘電体３１とする。そして、
上記導体箔のうちの一方を例えばエッチングあるいは機
械加工で削ることにより天井導体１５と開口１６'、１
７'を作成する。このとき削除しない誘電体３１の他方
の導体箔は接地導体１１となる。さらに接地導体１１の
所定の位置（例えば、接地導体の平面方向の面上に適当
な穴をあけ、同軸給電部１２を作成する。そして、同軸
給電部１２から誘電体３１の天井面に至る穴をエッチン
グやドリル加工により形成する。この穴に、同軸給電部
１２の内導体から延長した導体線の先端を挿入して天井
導体１５から基板外部に突き出させる。この導体線がア
ンテナ素子１３となる。そして、アンテナ素子１３と天
井導体１５とを半田等で電気的に接続する。さらに誘電
体３１の側面に接着剤等により銅箔を貼り付けることで
側面導体１４を形成する。

【０１２４】以上の製造方法によれば、開口１６'、１
７'をエッチング加工等のような工作精度の高い加工法
により作製することによりアンテナの製作精度が向上
し、さらには量産によるコストの削減が可能になる。

【０１２５】また、誘電体３１を有さない実施の形態１
〜３のモノポールアンテナでは、開口１６、１７により
アンテナ内部空間が外部に連通しているため、アンテナ
の設置環境により、開口１６、１７からアンテナ内部に
埃や湿気の多い空気が入り込み、アンテナの特性が劣化
するおそれがある。このモノポールアンテナでは、誘電
体３１を設けることにより埃や湿気の多い空気が入り込
むことによる特性の劣化を防いで、信頼性を長期にわた
って維持することが可能になる。

【０１２６】以上のように、実施の形態４によれば、簡
単な構造で、所望の指向性を持つ小型で優れたモノポー
ルアンテナが実現できる。

【０１２７】なお、実施の形態４においては、図１５に
示すように、側面導体１４の代わりに複数本の導体棒３
２によりアンテナ内部とアンテナ外部とを電気的に遮断
することもできる。導体棒３２は例えば次のように形成
できる。すなわち、複数の誘電体３１のマザー基板とな
る大型の誘電体基板に接地導体１１と天井導体１５とと
なる導体パターンを形成する。そして、この誘電体基板
に、各誘電体３１の分割線に沿った穴を貫通形成する。
穴は、互いに所定間隔だけ離して配置し、複数形成す
る。さらに形成した穴に導体棒３２を挿入し接地導体１
１と導体棒３２とを、また、天井導体１５と導体棒３２
とをそれぞれ互いに電気的に接続する。導体棒３２を形
成したのち、誘電体基板を各誘電体３１毎に分割する。
導体棒３２は、例えば、バイアホールから構成すること
ができる。バイアホールは、上記穴にスルーホールエッ
チングを施したり、導電体を充填することで形成でき
る。

【０１２８】図１５の構成によれば、隣接する導体棒３
２の間隔が波長に比べて十分狭い場合、導体棒３２は側
面導体１４と同様の効果を発揮する。導体棒３２の構成
と、前述のエッチング加工等による天井導体１５の加工
技術とをあわせれば、工作精度が良く量産性に優れたモ
ノポールアンテナを実現できる。

【０１２９】なお、実施の形態４においては、導体で囲
まれたアンテナ内部が誘電体３１によりすべて満たされ
ている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
限定されるものでなく、アンテナ内部の一部に誘電体３
１が存在する場合も実施可能である。例えば、片面に導
体箔が張られた誘電体基板を用いてエッチングあるいは
機械加工で導体箔を削ることにより、・天井導体１５と開口１６'、１７'とを有する誘電体基
板、・側面導体１４を有する誘電体基板、・接地導体１１を有する誘電体基板、をそれぞれ作成
し、これらを張り合わせてモノポールアンテナを構成す
ることも可能である。この場合、誘電体は開口部１６’
１７’のみを塞ぐように充填されることとなり、天井導
体１５と開口１６'、１７'とを有する誘電体基板、側面
導体１４を有する誘電体基板、接地導体１１を有する誘
電体基板、によって囲まれた空間は中空となっている。
要するに、本実施の形態は、天井導体１５と、側面導体
１４とによって囲まれて形成された空間の一部が天井導
体１５によって覆われており、空間の残りの部分は開口
部１６’、１７’に充填された誘電体によって覆われて
いる本発明のアンテナの一実施例となっている。なお、
側面導体１４を有する誘電体基板は、全ての側面に側面
導体１４が形成された単一の誘電体基板としてもよい
し、表面に側面導体１４を形成した複数の誘電体基板を
枠状に貼り合わせて構成しても良い。

【０１３０】また、誘電体は、アンテナ素子１３の周囲
にのみ充填され、開口１６，１７には誘電体が充填され
ないような構成であってもよい。

【０１３１】（実施の形態５）以下、本発明の実施の形
態５について、図１６（Ａ）、図１６（Ｂ）を参照しな
がら説明する。図１６（Ａ）は、モノポールアンテナの
概観斜視図であり、図１６（Ｂ）は、図１６（Ａ）のＺ
−Ｙ平面に沿った断面図である。

【０１３２】実施の形態５のモノポールアンテナは、基
本的には実施の形態４のものと同様の構成を備えている
が、実施の形態３と同様、接地導体１１に電気的に接続
された整合導体１８、１９を備えていることに特徴があ
る。整合導体１８、１９は、Ｚ−Ｙ平面上において、Ｚ
軸の＋方向に延伸するように配置されたアンテナ素子１
３に対して対称となるように配置されている。整合導体
１８，１９の一端は、接地導体１１に電気的に接続され
ており、他端は接地導体１１，側面導体１４、天井導体
１５により形成される空間内に配置されている。

【０１３３】実施の形態５では、アンテナ素子１３の近
傍に、所定の間隔をおいて整合導体１８，１９を設ける
ことにより、アンテナのインピーダンスを変化させて同
軸給電部１２との整合状態を良好にすることができる。
整合状態を良好にすればアンテナの特性を改善すること
が可能となる。さらには、実施の形態３と同様、所望の
放射指向性をほとんど変化させることなく、インピーダ
ンスの整合状態を良好にすることが可能となる。

【０１３４】以上のように、実施の形態５によれば、簡
単な構造で、所望の指向性を持ちインピーダンスの整合
状態が良好な小型で優れたモノポールアンテナが実現で
きる。

【０１３５】（実施の形態６）以下、本発明の実施の形
態６について、図１７（Ａ）、図１７（Ｂ）を参照しな
がら説明する。図１７（Ａ）は、モノポールアンテナの
概観斜視図であり、図１７（Ｂ）は、図１７（Ａ）のＺ
−Ｙ平面に沿った断面図である。

【０１３６】この実施の形態のモノポールアンテナは基
本的には実施の形態４の構成と同様の構成を備えている
が、このモノポールアンテナは、アンテナ内部空間全域
を満たすことなく、その一部を満たす平板状の誘電体３
１'を備えていることに特徴がある。誘電体３１'の表面
には、導体膜からなる膜天井導体１５と、導体膜を除去
してなる開口１６'、１７'とが形成されている。そし
て、側面導体１４により囲まれたアンテナ内部空間の天
井側開口端に誘電体３１'が配置されており、このモノ
ポールアンテナの内部空間は誘電体３１'が蓋となって
密封されている。

【０１３７】このように、前記した実施の形態４の構造
によるおける防塵、防湿効果は、本実施の形態に示すよ
うに、アンテナ内部空間の天井側開口端を誘電体３１'
により蓋をすることでも十分発揮することができる。な
お、本実施の形態では、誘電体３１'をアンテナ天井側
に設けたが、アンテナ底部側に誘電体３１'を設けるこ
とも可能である。その場合、接地導体１１は誘電体３
１'上に形成される。

【０１３８】なお、本実施の形態は、天井導体１５と、
側面導体１４とによって囲まれて形成された空間の一部
が天井導体１５によって覆われており、空間の残りの部
分は開口部１６’、１７’に充填された誘電体によって
覆われている本発明のアンテナの一実施例となっている
が、本発明はこの実施の形態に限定するものではなく、
天井導体１５の直下の誘電体を絶縁体等の別部材に置き
換えるか、もしくは天井導体１５を金属板によって形成
し、誘電体は開口１６’と１７’のみを塞ぐような構造
としても、本発明の防塵、防湿効果を得ることができ
る。

【０１３９】（実施の形態７）以下、本発明の実施の形
態７について、図１８（Ａ）、１８（Ｂ）を参照しなが
ら説明する。図１８（Ａ）は、モノポールアンテナの概
観斜視図であり、図１８（Ｂ）は、図１８（Ａ）のＺ−
Ｙ平面に沿った断面図である。実施の形態７のモノポー
ルアンテナにおいては、実施の形態６の構成に、さら
に、実施の形態５の整合導体１８，１９を備えたもので
あり、これにより実施の形態５と同様、インピーダンス
の整合を図ることができる。

【０１４０】なお、実施の形態７では整合導体１８，１
９をアンテナ素子１３と所定の距離をおいて配置した構
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
るものではない。例えば、図１９（Ａ）、図１９（Ｂ）
に示すように、一部あるいは全ての整合導体１８，１９
の一端をアンテナ素子１３の一端あるいは中途部におい
て電気的に接続する構成とすることも可能である。この
ような構成にすることによりアンテナのインピーダンス
を高くすることが可能になり、特にアンテナのインピー
ダンスが低い場合に同軸給電部１２との整合状態を良好
にすることが可能になる。

【０１４１】なお、実施の形態７では整合導体１８，１
９をアンテナ素子１３と所定の間隔にて配置した構造の
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
のではない。例えば、図２０（Ａ）、図２０（Ｂ）に示
すように、一部あるいは全ての整合導体１８，１９の一
端を天井導体１５と電気的に接続する構成することも可
能である。このような構成にすることによりアンテナの
インピーダンスを変化することが可能になり、同軸給電
部１２との整合状態を良好にすることが可能になる。

【０１４２】（実施の形態８）以下、本発明の実施の形
態８について、図２１〜図２６を参照しながら説明す
る。

【０１４３】図２１は本発明の実施の形態８における無
線装置のシステム構成を示したものである。図２１にお
いて、３５は無線装置、３３は信号伝送ケーブル、３４
は制御部である。無線装置３５と制御部３４とは信号伝
送ケーブル３３を介して双方向に信号を伝達している。
制御部３４において信号処理を行い、無線装置３５によ
り電波の放射および受信を行う。なお、図２１では、制
御部３４に対して単一の無線装置３５を接続していた
が、通常、制御部３４に対して、複数の無線装置３５が
接続される。

【０１４４】図２２、図２３は実施の形態８における無
線装置の構成を示したものである。これらの図におい
て、３３は信号伝送ケーブル、４１、４２はアンテナ、
４３、４４は周波数選択手段の一例であるフィルタ、４
５、４６は増幅回路、４７は筐体、４８は凹部である。
フィルタ４３、４４と増幅回路４５、４６は筐体４７の
内部に配置されている。凹部４８は筐体４７の表面に形
成されており、図２３に示すようにアンテナ４１、４２
が筐体４７の凹部４８に埋め込むように備えられてい
る。また、アンテナ４１、４２は実施の形態１から実施
の形態７に記載したアンテナである。信号伝送ケーブル
３３は、例えば同軸ケーブルのような電気信号伝送ケー
ブルにより構成されている。

【０１４５】次に動作を説明する。図２１において、制
御部３４から信号を無線装置に送り無線装置のアンテナ
４１から電波を送信する回路系を下り系と呼び、無線装
置のアンテナ４２から電波を受信して制御部３４に信号
を送る回路系を上り系と呼ぶ。図２２は図２１における
無線装置の構成例を示したものであり、下り系では、ア
ンテナ４１の給電部はフィルタ４３に接続され、フィル
タ４３は増幅回路４５に接続されている。一方、上り系
では、同様にアンテナ４２の給電部はフィルタ４４に接
続され、フィルタ４４は増幅回路４６に接続されてい
る。

【０１４６】信号の流れは、下り系では、制御部３４で
信号処理された信号が電気信号伝送ケーブル３３を介し
て無線装置内の増幅回路４５に送られ、増幅回路４５で
電力増幅された後、フィルタ４３においてフィルタ４３
の通過帯域制限により使用周波数帯の信号のみをアンテ
ナ４１に送り、アンテナ４１から電波として空間に放射
される。

【０１４７】一方、上り系における信号の流れは、アン
テナ４２から受信された信号はフィルタ４４に送られフ
ィルタ４４の通過帯域制限により使用周波数帯の信号の
みが増幅回路４６に送られ、増幅回路４６で電力増幅さ
れた後、電気信号伝送ケーブル３３を介して制御部３４
に送られる。

【０１４８】実施の形態１〜７に示したモノポールアン
テナは、電波を放射させるための開口１６、１７がアン
テナ天井部に配置され、放射源であるアンテナ素子１３
が接地導体１１と側面導体１４により囲まれているた
め、アンテナ側面方向及び下側のアンテナ配置環境によ
る放射電波への影響が小さい。つまり、筐体４７を埋め
込んで設置することが難しい室内に、無線装置３２を設
置する場合、アンテナ（実施の形態１〜７のモノポール
アンテナ）を凹部４８に埋め込むことで、筐体４７から
の突起部分をなくし、アンテナを目立たなくすることが
可能になり、景観上より優れた無線装置となる。

【０１４９】なお、実施の形態８では上り系、下り系の
２つのアンテナ４１、４２と２つのフィルタ４３、４４
で構成される場合を例に挙げて説明したが、本発明は必
ずしもこのような構成の無線装置に限定されるものでは
ない。例えば、図２４に示すように、上り系の使用周波
数帯域と下り系の使用周波数帯域の２つの周波数帯域で
動作するアンテナ４１'と共用器４９とにより構成する
ことも可能である。これにより、アンテナ４１'とフィ
ルタ（共用器４９）がそれぞれ１つになり、無線装置が
より小形になる。

【０１５０】なお、実施の形態８においては、信号伝送
ケーブル３３が電気信号伝送ケーブルにより構成されて
いる場合を例に挙げて説明したが、本発明は必ずしもこ
の構成の無線装置に限定されるものではない。例えば、
図２５に示すように、信号伝送ケーブルが光ファイバと
いった光信号伝送ケーブル３３'により構成されている
場合も可能である。図２５は一例として、共用器４８を
用いた場合を示したが、図２２に示すような一対のフィ
ルタ４３、４４を用いた構成にしても良い。この場合、
電気信号を光信号に変換して信号を伝送する必要があ
る。従って図２５に示すように下り系の光信号伝送ケー
ブル３３'と増幅回路４５の間に光信号を電気信号に変
換するフォトダイオード５１と、上り系の増幅回路４７
と光信号伝送ケーブル３３'との間に電気信号を光信号
に変換するレーザ５２が必要になる。また、制御部３４
においては逆に、上り系の光信号伝送ケーブル３３'と
の接続にはフォトダイオード（図示省略）、下り系の光
信号伝送ケーブル３３'との接続にはレーザ（図示省
略）が必要になる。このような構成にすることにより、
光信号伝送ケーブル３３'の設置コストの軽減や、光信
号伝送ケーブル３３'の伝送長による信号の減衰が軽減
されより長距離の信号伝送が可能になる。更に、上り系
と下り系で異なる波長の光信号を用い、波長多重を行う
ことにより一本の光ファイバで光信号伝送ケーブル５０
を構成することが可能になる。この場合、光信号伝送ケ
ーブル３３'とレーザ５２との間と、光信号伝送ケーブ
ル３３'とフォトダイオード５１との間に、光カプラ６
０を設ける必要がある。

【０１５１】光カプラ６０は、図２６に示すように、３
つの端子６１、６２、６３を備えている。端子６１は光
信号伝送ケーブル３３'に接続されている。端子６２は
フォトダイオード５１に接続されている。端子６３はレ
ーザ５２に接続されている。光カプラ６０を備えること
で下がり系、上がり系の各光信号は次のように伝送され
る。すなわち、アンテナ４1、４１'で受信された下り系
の伝送信号はレーザ５２で光信号に変換されたのち、光
カプラ６０を介して光信号伝送ケーブル３３'に送られ
る。一方、上り系の伝送信号は、光信号伝送ケーブル３
３'から光カプラ６０を介してフォトダイオード５１に
送られ、ここで電気信号に変換されたのち、アンテナ４
２、４１'に送られる。このような構成にすることによ
り光信号伝送ケーブルの本数を１本にすることができ、
伝送に要する光信号伝送ケーブル自体のコストや敷設コ
ストを低減できる。

【０１５２】なお、上記の各実施の形態において、接地
導体１１は本発明の底面部材の一例であり、同軸給電部
１２は本発明の給電点の一例であり、アンテナ素子１２
は本発明の導電性部材の一例であり、側面導体１４は本
発明の側面部材の一例であり、天井導体１５，１５α、
１５β、１５Ａ、１５Ｂは本発明の天井部材の一例であ
る。また開口１６，１７，１６’，１７’は、本発明の
天井部分によって覆われなかった、本発明の空間の残り
の部分の一例である。

【０１５３】なお、本発明は、上記した各実施の形態に
限定されるものではなく、以下のように種々の変形が考
えられる。（１）上記した実施の形態１〜７においては、アンテナ
がＺ−Ｙ平面、Ｚ−Ｘ平面に対して対称な構造であるモ
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、所望の放射指向性あるいは入力イン
ピーダンス特性を得るために、Ｚ−Ｙ平面にのみ対称な
構造、または、Ｚ−Ｙ平面、Ｚ−Ｘ平面に対して非対称
な構造も可能である。また、開口１６、１７のみがＺ−
Ｙ平面に対称、あるいはＺ−Ｙ平面とＺ−Ｘ平面とに対
称な構造も可能である。また、接地導体１１のみがＺ−
Ｙ平面に対称、あるいはＺ−Ｙ平面とＺ−Ｘ平面に対称
な構造も可能である。また、天井導体１５のみがＺ−Ｙ
平面に対称、あるいはＺ−Ｙ平面とＺ−Ｘ平面に対称な
構造も可能である。また、側面導体１４のみがＺ−Ｙ平
面に対称、あるいはＺ−Ｙ平面とＺ−Ｘ平面に対称な構
造も可能である。また、これらの組み合わせも可能であ
り、このような構造にすることにより放射対象空間に最
適な放射指向性を持つアンテナを実現することができ
る。要するに、本発明のアンテナは、底面部材と側面部
材とによって囲まれる空間を有する構造を有していれば
よい。（２）上記した実施の形態１〜７においては、接地導体
１１と側面導体１４と天井導体１５とが互いに電気的に
接続された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い。例えば、所望の放射指向
性あるいは入力インピーダンス特性を得るために天井導
体１５と側面導体１４とが互いに電気的に開放されてい
る構造、あるいは接地導体１１と側面導体１４とが電気
的に開放されている構造、あるいは接地導体１１と側面
導体１４と天井導体１５とが全て互いに電気的に開放さ
れている構造も可能である。（３）上記した実施の形態１〜７においては、開口１
６、１７が２つ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い。例えば、所望の放射指向
性あるいは入力インピーダンス特性を得るために、開口
１６、１７が１つの場合や３つ以上にする構造も可能で
ある。（４）上記した実施の形態１〜７においては、開口１
６、１７を長方形形状にし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、所望
の放射指向あるいは入力インピーダンス特性を得るため
に、開口１６、１７が円形形状あるいは正方形形状ある
いは多角形形状あるいは半円形状、あるいはこれらの組
み合わせ、あるいは輪状あるいはその他の形状にするこ
とも可能である。開口１６、１７が円形形状あるいは楕
円形形状あるいは曲面形状で構成される場合、放射指向
性においては、アンテナを構成する導体部分に形成され
る角部が丸くなる結果、角部での回折効果が少なくなっ
て放射電波の交差偏波変換損失が少なくなるという効果
がある。（５）上記した実施の形態１〜７においては、開口１
６、１７がアンテナ天井部に配置された構成のモノポー
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
い。例えば、所望の放射指向性あるいは入力インピーダ
ンス特性を得るために開口１６、１７が側面導体１４に
配置された構造、あるいは開口１６、１７が接地導体１
１に配置された構造、あるいはこれらを組み合わせた構
造も可能である。また、開口は網目状として構成されて
いてもよく、例えば天井導体１５を網状の構成として、
側面導体１４の縁部全体を覆うように設けてもよい。こ
のとき、網目の大きさは、アンテナ素子１２から放射さ
れる電波の波長の１／２以上であることが望ましい。（６）上記した実施の形態１〜７においては、接地導体
１１が方形形状をし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、所望の放射
指向性あるいは入力インピーダンス特性を得るために、
接地導体１１がその他の多角形形状あるいは半円形状あ
るいはこれらの組み合わせあるいはその他の形状にする
ことも可能である。また、接地導体１１が円形形状ある
いは楕円形形状あるいは曲面形状あるいはその他の形状
にすることも可能である。これにより、放射指向性にお
いては、アンテナを構成する導体部分の角部が丸くなる
結果、角部での回折効果が少なくなってアンテナからの
放射電波の交差偏波変換損失が少なくなるという効果が
ある。（７）上記した実施の形態１〜７においては、天井導体
１５が方形形状をし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、所望の放射
指向性あるいは入力インピーダンス特性を得るために天
井導体１５がその他の多角形形状あるいは半円形状ある
いはこれらの組み合わせあるいはその他の形状とするこ
とも可能である。また、天井導体１５が円形形状あるい
は楕円形形状あるいは曲面形状あるいはその他の形状に
する構造も可能である。これにより、放射指向性におい
ては、アンテナを構成する導体部分の角部が丸くなる結
果、角部での回折効果が少なくなりアンテナからの放射
電波の交差偏波変換損失が少なくなるという効果があ
る。さらには、モノポールアンテナの全体構造を平面視
円形形状とした場合には、次のような利点がある。すな
わち、モノポールアンテナの設置環境は千差万別である
ために、実際に設置すると設計通りの放射指向性を発揮
できない場合がある。その場合、モノポールアンテナの
設置方向を水平方向に沿って調整することが行われる。
これに対して、所望の放射指向性は、モノポールアンテ
ナの４側面の方向を、設置環境で規定される基本方向
（室内であれば、側壁の面方向等）に揃えた状態で発揮
できるように、通常は設計されている。そのため、設置
方向を微妙に調整すると、モノポールアンテナの４側面
方向が設置環境での基本方向からずれてしまい、景観
上、好ましくない設置形態になってしまう場合がある。
これに対して、モノポールアンテナの外観形状を円形に
すれば、モノポールアンテナの側面に一定の方向が生じ
ることがなくなり、設置方向を微妙に調整しても、モノ
ポールアンテナの側面方向が設置環境での基本方向から
ずれてしまうことが生じなくなる。（８）上記した実施の形態１〜７においては、側面導体
１４が接地導体１１と垂直な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い。例え
ば、所望の放射指向性あるいは入力インピーダンス特性
を得るために、側面導体１４が接地導体１１に対して斜
めになっている構造も可能である。（９）上記した実施の形態１〜７においては、側面導体
１４が接地導体１１の輪郭に沿って形成される枠上に設
けられた構造のモノポールアンテナを例に挙げて説明し
た。換言すれば、各実施の形態においては、側面導体１
４が形成する枠と接地導体１１の大きさとが略一致して
いた。しかしながら、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、所
望の放射指向性あるいは入力インピーダンス特性を得る
ために、側面導体１４で形成される枠が接地導体１１よ
り大きい構造や小さい構造、あるいは上記枠が天井導体
１５より大きい構造や小さい構造も可能である。

【０１５４】また、側面導体１４は接地導体１１の輪郭
全てを覆うように形成される必要はない。例えば、上記
実施の形態においては、いずれも側面導体１４は４面設
けられているが、３面でもよいし、２面でも良い。この
場合、対向する３面の側面導体１４および接地導体１１
に囲まれる空間、または対向するもしくは隣り合った２
面の側面導体１４および接地導体１１に囲まれる空間が
形成されていれば、本発明の空間として、アンテナ素子
１２（導電性部材）を配置することにより、本発明のア
ンテナが得られる。さらに、側面導体が曲面である場合
は１面であってもよく、その曲面と接地導体に囲まれる
空間が形成されていればよい。（１０）上記した実施の形態１〜７においては、開口１
６、１７の大きさが固定された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い。例え
ば図２７に示すように、開口１６、１７に、その大きさ
を変化させることが可能な開口調整装置２０を備えた構
造にすることも可能である。開口調整装置２０は、例え
ば、開口１６、１７に沿ってその大きさを調整する導体
板２０ａをスライド可能に設けることにより実現でき
る。開口調整装置２０により開口１６、１７の大きさを
任意に変化させることにより放射指向性を変化させて、
所望の放射指向性を得ることが可能になる。また、開口
の大きさは、開口が側面導体や接地導体に設けられてい
る場合でも調整できるようにして良い。（１１）上記した実施の形態１〜７ではアンテナ素子１
３を直線導体で構成したが、これを他のアンテナ素子で
構成することも可能である。例えば、アンテナ素子が螺
旋状の導体線で構成されたヘリカル型モノポールアンテ
ナ素子にしてもよいし、導体線をＬ字型に折り曲げた逆
Ｌ型あるいは逆Ｆ型モノポールアンテナ素子にしてもよ
い。また、導体線の先端に導体平板等の容量性負荷等を
備えたトップローディング型モノポールアンテナ素子、
あるいは、これらの組み合わせによるアンテナ素子にし
てもよい。また、モノポールアンテナ素子に限らず、板
状逆Ｆアンテナ等のアンテナ素子であってもよい。以上
のようなアンテナ素子にすることで、アンテナ素子が小
形、低背になり、全体しても小形、低背化が可能にな
る。（１２）上記した実施の形態１〜７では、モノポールア
ンテナを、接地導体１１と天井導体１５と側面導体１４
とアンテナ素子１３と同軸給電部１２と開口１６、１７
とを備えて構成したが、必ずしもこのような構成のモノ
ポールアンテナに限定されるものではない。例えば、所
望の放射指向性あるいは入力インピーダンス特性を得る
ために、天井導体１５がなくアンテナ天井部が全て開口
である構成としてもよい。これにより、Ｚ−Ｙ平面、Ｚ
−Ｘ平面に対して対称な構造である場合、アンテナ垂直
面の指向性を変化させかつアンテナ水平面にほぼ無指向
な特性が得られる。さらに、開口１６、１７が接地導体
１１と側面導体１４にある構成も可能である。この場
合、所望の放射指向性あるいは入力インピーダンス特性
を得るために、モノポールアンテナをＺ−Ｙ平面、Ｚ−
Ｘ平面に対して対称な構造にすることも可能であり、Ｚ
−Ｙ平面にのみ対称な構造、または、Ｚ−Ｙ平面、Ｚ−
Ｘ平面に対して非対称な構造にすることも可能である。
また、開口１６、１７のみがＺ−Ｙ平面に対称、あるい
はＺ−Ｙ平面とＺ−Ｘ平面に対称な構造も可能である。
また、接地導体１１のみがＺ−Ｙ平面に対称、あるいは
Ｚ−Ｙ平面とＺ−Ｘ平面に対称な構造も可能である。ま
た、側面導体１４のみがＺ−Ｙ平面に対称、あるいはＺ
−Ｙ平面とＺ−Ｘ平面に対称な構造も可能である。ま
た、これらの組み合わせも可能であり、このような構造
にすることにより放射対称空間に最適な放射指向性を持
つアンテナが実現できる。（１３）上記した実施の形態１〜７で説明したモノポー
ルアンテナを、アレー状に配置し、フェーズドアレーア
ンテナおよびアダプティブアンテナアレーを構成するこ
とも可能である。これにより、更なる放射電波の指向性
の制御が可能になる。（１４）上記した実施の形態３ではアンテナ素子１３を
天井導体１５から電気的に開放している構成を例にして
説明したが、実施の形態３に示される本発明は必ずしも
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２８（Ａ）、図２８（Ｂ）に示すよう
に、アンテナ素子１３の一端を天井導体１５と電気的に
接続する構成としてもよい。この場合、アンテナ素子１
３は直線導体に限られるものではなく、例えば螺旋状の
導体線で構成してヘリカル型モノポールアンテナ素子で
もよい。このようなアンテナ素子にすることにより、ア
ンテナ素子１３を小形、低背にすることができ、その
分、全体の小形、低背化が可能になる。（１５）上記した実施の形態３では整合導体１８、１９
を２つ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。整合素子１８、１９は、例え
ば、１個あるいは３個以上で構成することも可能であ
る。このような構成にすることにより、構造の自由度が
増え同軸給電部１２との整合状態を更に良好にすること
が可能になる。（１６）上記した実施の形態３では２つの整合導体１
８、１９をアンテナ素子１３から所定の距離だけ離して
Ｚ−Ｙ平面上に配置した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い。例えば、整
合導体１８、１９をＺ軸と平行な任意の位置に配置する
ことも可能である。このような構成にすることにより、
構造の自由度が増え、同軸給電部１２との整合状態を更
に良好にすることが可能になる。（１７）上記した実施の形態３では整合導体１８、１９
を直線導体で構成したが、これを他の形状の導体で構成
することも可能である。例えば、螺旋状の導体線で構成
されたヘリカル型整合導体で構成されている場合も可能
であり、Ｌ字型に折れ曲がった導体線で構成されている
場合も可能である。これにより、小形、低背な整合導体
が可能となり、アンテナの小形、低背化が可能になる。（１８）上記した実施の形態３では整合導体１８、１９
をアンテナ素子１３と離間して配置した構造のモノポー
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
い。例えば、図２９（Ａ）、図２９（Ｂ）に示すよう
に、一部あるいは全ての整合導体１８、１９の一端をア
ンテナ素子１３の一端あるいは中途部に電気的に接続す
る構成することも可能である。このような構成にするこ
とにより、モノポールアンテナのインピーダンスを高く
することが可能になり、特にインピーダンスが低い場合
に、モノポールアンテナと同軸給電部１２との整合状態
を良好にすることが可能になる。（１９）上記した実施の形態３では整合導体１８、１９
を天井導体１５から所定の距離だけ離して配置したモノ
ポールアンテナを例に挙げて本発明を説明したが、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２９（Ａ）、図２９（Ｂ）
に示すように、一部あるいは全ての整合導体１８、１９
の一端を天井導体１５に電気的に接続する構成すること
も可能である。このような構成にすることによりモノポ
ールアンテナのインピーダンスを変化させることが可能
になり、モノポールアンテナと同軸給電部１２との整合
状態を良好にすることが可能になる。（２０）上記した実施の形態１〜７では、天井導体１５
の両端を側面導体１４に電気的に接続していた。そのた
め、水平面の放射指向性において、天井導体１５の両端
を結ぶ方向に沿って極小点が形成されてしまう。これ
は、天井導体１５と側面導体１４との接続点から電流が
漏れるために、その方向には電波をほとんど送受波でき
ないためである。アンテナ設計上、このような極小点を
なくす必要がある場合には、図３０に示すように、天井
導体１５に円形部１５ａを形成すればよい。円形部１５
ａは、天井導体１５の両端を結ぶ方向の中央部に設け
る。円形部１５ａは、その周縁全周から電波が放射され
るので、水平面に沿ってほぼ無指向な状態で電波を放射
できる。そのため、天井導体１５全体としては、極小点
を有する電波の放射と水平面に無指向な電波の放射とを
混合した放射となる。そのため、上記極小点においても
電波の放射を行うことが可能となり、図３１に示すよう
に、水平面に沿って楕円形形状をした放射指向性とな
る。なお、極小点における電波の放射量を調整するに
は、円形部１５ａの大きさを変えればよい。

【０１５５】また、天井導体１５の形状は、水平面に無
指向な放射ができればよく、完全な円形に限定する必要
はない。楕円形状でもよいし、縁部が波線状であっても
よい。要するに、本発明の天井部材は、少なくとも、そ
の縁部が曲線形状を有するものであればよい。（２１）上記した実施の形態１〜７のモノポールアンテ
ナで電波の送受信を行う場合には、複数（例えば、２
つ）のモノポールアンテナが並列配置される。この場
合、隣り合うモノポールアンテナどうしのアイソレーシ
ョンを確実に確保する必要がある。通常、アンテナのア
イソレーションを確保するためには、フィルタ等のアイ
ソレーション用素子を設けることが実施されるが、次の
ようにすれば、アイソレーションを確保しやすくなる。
すなわち、モノポールアンテナ、特に本発明のもので
は、水平面指向性に極小点が形成される。極小点は天井
導体１５と側面導体１４との接続点に沿った向きに形成
される。そこで、隣り合うモノポールアンテナを、電波
の極小点の形成方向が互いに同列になるように整列配置
する。これにより、モノポールアンテナどうしの送受波
の相互影響が最小限となり、アイソレーションを確保し
やすくなる。例えば、図７に示す構造のモノポールアン
テナでは、天井導体１５の長手方向両端が側面導体１４
に電気的に接続されているために、天井導体１５の長手
方向が電波の極小点の形成方向となる。そこで、図３２
に示すように、隣り合うモノポールアンテナを、その天
井導体１５の長手方向が同列になるように整列配置す
る。これにより、モノポールアンテナどうしの電波の相
互影響が最小限となり、アイソレーションを確保しやす
くなる。

【０１５６】上記のようにモノポールアンテナを整列配
置した場合（以下、影響排除配列という）のアイソレー
ションを測定した。同様に、隣り合うモノポールアンテ
ナを、その天井導体１５の長手方向と直交する向きに沿
って整列配置した場合（以下、影響非排除配列という）
のアイソレーションを測定した。これらの測定結果を図
３３に示す。図３３中、黒四角が、影響排除配列の測定
結果であり、黒丸が影響非排除配列の測定結果である。
図中、横軸が隣接するモノポールアンテナの離間間隔
（ｍｍ）であり、縦軸がアイソレーションの測定結果
（ｄＢ）である。

【０１５７】図３３より明らかなように、影響排除配列
の方がアイソレーションにおいて優れているのがわか
る。そのため、影響排除配列にした場合におけるアイソ
レーションが確保しやすくなり、その分、アイソレーシ
ョン用素子（フィルタ等）として性能の低いものを用い
ても、十分、アイソレーションを確保することができ、
製造コストの低減を図ることができる。

【０１５８】なお、複数のモノポールアンテナを配置す
る場合には、構造を強固にする等の目的のために、これ
らモノポールアンテナを金属ベース板上に配置すること
が行われる。しかしながら、その場合には接地導体１１
どうしが金属ベース板により短絡されるために、上記影
響排除配列を採用してもそのアイソレーションが悪化す
る。そのため、金属ベース板は用いない方がよい。（２１）上記した実施の形態１〜７では、モノポールア
ンテナをＺ−Ｘ平面およびＺ−Ｙ平面にそれぞれに対し
て対称な形状を有するモノポールアンテナを備え、さら
にこのような構成のモノポールアンテナにおいて、同軸
給電点１２を原点に配置することで、水平面に沿った放
射指向性を無指向状態にした。しかしながら、本発明
は、このような構成に限るものではなく、同軸給電点１
２を、水平面方向に原点から位置ずれした位置に配置す
ることもできる。これにより、水平面に沿った電波の指
向性を調整することができる。例えば、図３４に示すよ
うに、同軸給電点１２をＸ軸に沿ってその＋方向に若干
位置ずれされると、その水平面に沿った指向性は、図３
５に示すようになる。すなわち、Ｚ−Ｘ平面に沿った指
向性は、Ｚ−Ｙ平面に対して対称とはならず、その第２
象限と第４象限とを結ぶやや斜めとなった方向に対して
対称な形態となる。

【０１５９】（２２）上記した実施の形態１〜７では、
同軸給電点１２はいずれも接地導体１１上にあって、接
地導体１１と、同軸給電点１２に接続されたアンテナ素
子１３とは電気的に接続しないような構成であるとし
た。しかしながら、本発明は、このような構成に限るも
のではなく、本発明の導電性部材は、接地導体１１およ
び側面導体１１により形成される空間内であれば、任意
の位置に配置してもよい。また、本発明の給電点は、接
地導体１１上に設けられてなくても良い。すなわち、ア
ンテナ素子１３は、接地導体１１から浮き上がったアン
テナ空間内に、絶縁体等の部材によって支持されるよう
に固定されていてもよい。例えば、後述する本実施の形
態のアンテナ装置は、給電点を有する回路がアンテナ内
に儲けられているため、アンテナ素子は接地導体１１と
側面導体１４にて囲まれた空間内にて固定されることに
なる。

【０１６０】なお、以上の説明では、本発明の作用効果
を電波の送信において説明したが、本発明は電波の受信
においても同様の作用効果があるのはいうまでもない。

【０１６１】（実施の形態９）本発明の実施の形態９の
アンテナ装置は、本発明のアンテナ内に回路を設けたア
ンテナ装置である。先に実施の形態８でも説明したよう
に、本発明のアンテナを、無線回路と接続して用いる場
合、アンテナと無線回路とは別構成として実現されてい
る。

【０１６２】ここで、図５５に、アンテナが送信、受信
の２つのアンテナで構成されている場合を示す。図５５
において、１３１ａは送信アンテナ、１３１ｂは受信ア
ンテナ、１３２ａ、１３２ｂは信号伝送ケーブル、１３
３は無線回路である。送信アンテナ１３１ａと無線回路
１３３は信号伝送ケーブル１３２ａにより接続される。
また、受信アンテナ１３１ｂと無線回路１３３は信号伝
送ケーブル１３２ｂにより接続される。

【０１６３】この構成で、無線回路１３３から信号伝送
ケーブル１３２ａを介して送信アンテナ１３１ａに送信
信号が送られ電波として放射される。また、受信アンテ
ナ１３１ｂで受信された受信信号は信号伝送ケーブル１
３２ｂを介して無線回路３３に送られる。

【０１６４】しかしながら、図５５に示す構成例では、
アンテナと無線回路を設置する場合、人目に付かない小
形な構造、低背な構造が要望されるにもかかかわらず、
アンテナは、例えば実施の形態８にて説明したように、
無線回路１３３を収納した筐体（図示しない）外に配置
される。これは、アンテナの電波の放射が効率よく行え
るように、アンテナ素子が電波を放射する空間に面する
ように設置することが望ましいからである。更に、アン
テナと全ての放射空間の間に電波の伝搬を阻害するもの
がないこと、アンテナ素子から全ての放射対象の空間が
見渡せることが望ましいからである。

【０１６５】また、筐体が金属により構成される場合
は、アンテナは筐体外に配置される。このため、アンテ
ナを無線回路筐体の外部に設置するための信号伝送ケー
ブルが必要になる。

【０１６６】しかるに、すでに述べたように、アンテナ
と無線回路には、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、図５５に示す構成例では、アン
テナと無線回路が別々に存在し、更には接続用の信号伝
送ケーブルがあるため、このような要望に応えることも
できなかった。また、実施の形態８のような構成では、
アンテナは筐体に含まれるために筐体が大型化してしま
っていた。

【０１６７】そこで、本実施の形態は、アンテナ内部に
回路を組み込むことにより、本発明のアンテナの効果を
保ちながら、人目に付きにくいアンテナ装置を実現す
る。

【０１６８】図４０は本発明の実施の形態９におけるア
ンテナ装置の構成を示したものである。図４０におい
て、１１１は接地導体、１１２はアンテナ素子、１１３
は側面導体、１１４は回路である。このような本実施の
形態において、アンテナは、接地導体１１１とアンテナ
素子１１２と側面導体１１３により構成されている。回
路１１４はアンテナの内部にあり、アンテナ素子１１２
は回路１１４に接続されている。

【０１６９】ここで、側面導体１１３と接地導体１１１
で囲まれた空間をアンテナ内部と呼び、側面導体１１３
あるいは接地導体１１１に対してアンテナ内部と反対側
の空間をアンテナ外部と呼ぶ。

【０１７０】一例として、アンテナ素子１１２がモノポ
ールアンテナ素子で構成され、接地導体１１１が長方形
の板状で、接地導体１１１と側面導体１１３が電気的に
接続されていてキャビティを構成している場合を示す。

【０１７１】次に、本実施の形態によるアンテナ装置の
動作を、図４０を用いて説明する。本実施の形態におい
て、アンテナ単体の動作は、上記実施の形態１〜８のア
ンテナ装置と同様の動作により行われ、電波の励振は、
アンテナ素子１１２で行い、周波数ｆ０の電波が放射さ
れ、接地導体１１１から側面導体１１３にアンテナ素子
に流れる電流と逆相の電流が流れ、側面導体１１３の上
端からも電波が放射される。

【０１７２】従って、本実施の形態のアンテナは、アン
テナ素子１１２と側面導体１１３の上端部から主に電波
を放射するので、接地導体１１１と側面導体１１３に囲
まれた空間に低背な障害物が存在してもアンテナの放射
にほとんど影響を与えない。

【０１７３】なお、アンテナ内部に回路１１４を配置し
た場合、回路１１４のグランドと接地導体１１１を電気
的に接続しておけば、接地導体１１１から側面導体１１
３に流れる電流は遮断されないので、アンテナの放射特
性への影響はない。ただし、回路１４のグランドと接地
導体１１１とは必ずしも電気的に接続する必要はない。

【０１７４】このように、本実施の形態のアンテナ装置
は、本発明のアンテナの放射特性を保持したまま、回路
をアンテナ内部に配置することにより、人目に付きにく
い小形なアンテナ装置を実現している。

【０１７５】（実施の形態１０）以下、本発明の第１０
の実施の形態について、図４１を参照しながら説明す
る。

【０１７６】図４１は本発明の第１０の実施の形態にお
けるアンテナ装置の構成を示したものである。図４１に
おいて、１１１は接地導体、１１２はアンテナ素子、１
１３は側面導体、１１４は基板１１４ａを含む回路、１
１５は、その一面が開口された箱状の遮断導体、１１６
は給電部である。

【０１７７】このような本実施の形態において、本発明
のアンテナは接地導体１１１とアンテナ素子１１２と側
面導体１１３とにより構成されている。

【０１７８】遮断導体１１５はアンテナの内部にあり、
更に、回路１１４は基板１１４ａごと遮断導体１１５の
開口部から内部に収納される格好で配置されている。遮
断導体１１５の開口部の縁部は接地導体１１１と接続さ
れており、回路１１４は、遮蔽導体１１５と接地導体１
１１とから形成される閉空間内に格納される。

【０１７９】また、アンテナ素子１１２は遮断導体回路
１１５上に設置された給電部１１６を介して回路１１４
に接続されている。ただし、アンテナ素子１１２と、遮
断導体１１５とは給電部１１６を介して互いに絶縁して
いる。また、遮断導体１１５と回路１１４との間もまた
絶縁している。

【０１８０】ここで、側面導体１１３と接地導体１１１
で囲まれた空間をアンテナ内部と呼び、側面導体１１３
あるいは接地導体１１１に対してアンテナ内部と反対側
の空間をアンテナ外部と呼ぶ。

【０１８１】一例として、アンテナ素子１１２がモノポ
ールアンテナ素子で構成され、接地導体１１１が長方形
の板形状で、接地導体１１１と側面導体１１３が電気的
に接続されていてキャビティを構成している場合を示
す。

【０１８２】次に、本実施の形態によるアンテナ装置の
動作を、図４１を用いて説明する。電波の励振は、アン
テナ素子１１２で行い、周波数ｆ０の電波が放射され
る。更に、接地導体１１１から側面導体１１３にアンテ
ナ素子に流れる電流と逆相の電流が流れ、側面導体１１
３の上端からも電波が放射される。

【０１８３】従って、本実施の形態のアンテナは、アン
テナ素子１１２と側面導体１１３の上端部から主に電波
を放射するので、接地導体１１１と側面導体１１３に囲
まれた空間に低背な障害物が存在してもアンテナの放射
にはほとんど影響を与えない。

【０１８４】ところで、アンテナから放射された電波に
より、回路１１４上に配置されている素子が影響を受け
回路の動作が不安定になることがある。本実施の形態に
おいては、遮断導体１１５と接地導体１１１により回路
１１４を囲み、遮断導体１１５と接地導体１１１を完全
に電気的に接続することにより、回路１１４にアンテナ
から放射された電波が届かないようにする。

【０１８５】このとき、接地導体１１１に流れる電流
は、接地導体１１１から側面導体１１３へ、あるいは、
接地導体１１１から遮断導体１１５の外側表面を流れて
側面導体１１３に流れる。このとき、接地導体１１１か
ら側面導体１１３に流れる電流は遮断されないので、ア
ンテナの放射特性への影響はない。

【０１８６】また、アンテナ内部に回路１１４を配置し
た場合、回路１１４のグランドと接地導体１１１を電気
的に接続しておけば、接地導体１１１から側面導体１１
３に流れる電流は遮断されないので、アンテナの放射特
性への影響はない。このとき、遮断導体１１５と回路１
１４とは、回路１１４のグランドのみが電気的に接続さ
れる。ただし、回路１１４のグランドと接地導体１１１
とは必ずしも常に電気的に接続する必要はない。

【０１８７】このように、本実施の形態のアンテナ装置
は、本発明のアンテナの電波の放射特性を維持したま
ま、更に回路の動作に影響を与えることなく、回路をア
ンテナ内部に配置することにより、人目に付きにくい小
形なアンテナ装置を実現している。

【０１８８】（実施の形態１１）以下、本発明の第１１
の実施の形態について、図４２を参照しながら説明す
る。

【０１８９】図４２は本発明の第１１の実施の形態にお
けるアンテナ装置の構成を示したものである。図４２に
おいて、１１１は接地導体、１１２はアンテナ素子、１
１３は側面導体、１１４は回路、１１７は天井導体、１
１８は開口である。このような本実施の形態において、
本発明のアンテナは、接地導体１１１とアンテナ素子１
１２と側面導体１１３と天井導体１１７により構成され
ており、その構成は実施の形態１のアンテナと実質同一
である。

【０１９０】また、回路１１４はアンテナの内部にあ
り、アンテナ素子１１２は回路１１４と接続されてい
る。また、開口１１８は天井導体１１７上にある。

【０１９１】ここで、側面導体１１３と接地導体１１１
と天井導体１１７で囲まれた空間をアンテナ内部と呼
び、側面導体１１３あるいは接地導体１１１あるいは天
井導体１１７に対してアンテナ内部と反対側の空間をア
ンテナ外部と呼ぶ。

【０１９２】一例として、アンテナ素子１１２がモノポ
ールアンテナ素子で構成され、接地導体１１１が長方形
の板形状で、接地導体１１１と側面導体１１３が電気的
に接続され、側面導体１１３と天井導体１１７が電気的
に接続されていてキャビティを構成している場合を示
す。

【０１９３】次に、本実施の形態によるアンテナ装置の
動作を、図４２を用いて説明する。電波の励振は、アン
テナ素子１２で行い、周波数ｆ０の電波が放射される。
この放射された電波が開口１１８を通って外部空間に放
射される。この場合も、接地導体１１１にアンテナ素子
１１２に流れる電流と逆相の電流が流れる。

【０１９４】従って、本実施の形態のアンテナは、実施
の形態１のアンテナと同様、開口１１８から主に電波を
放射するので、接地導体１１１と側面導体１１３と天井
導体１１７に囲まれた空間に低背な障害物が存在しても
アンテナの放射には影響を与えない。

【０１９５】このとき、アンテナ内部に回路１１４を配
置した場合、回路１１４のグランドと接地導体１１１を
電気的に接続しておけば、接地導体１１１から側面導体
１１３に流れる電流は遮断されないので、アンテナの特
性への影響はない。ただし、回路１１４のグランドと、
接地導体１１１とは必ずしも電気的に接続しなくともよ
い。

【０１９６】更に本実施の形態のアンテナ装置のアンテ
ナは、天井導体の形状や個数といった構成に応じて、開
口の数や大きさや位置を適当に定めることにより、所望
の指向性が得られる。

【０１９７】このように、本実施の形態のアンテナ装置
は、本発明のアンテナの特性を保持した、所望の指向性
が得られ、且つ、電波の放射指向性を変化させることな
く回路をアンテナ内部に配置することにより、人目に付
きにくい小形なアンテナ装置を実現している。なお、本
実施の形態においては、図４３に示すように、アンテナ
素子１１２の突端が天井導体１１７と接続点１１９にお
いて電気的に接続されている構成にすることも可能であ
る。これにより、アンテナの入力インピーダンスを調整
することが可能になるとともに、さらに機械的強度が向
上し、優れたアンテナが実現できる。つまり、実施の形
態２のアンテナと同様の効果が得られる。

【０１９８】また、本実施の形態においては、アンテナ
素子１１２と天井導体１１７とが電気的に接続されてい
る構造のアンテナ装置を例に挙げて説明したが、本発明
は必ずしもこの構成のアンテナ装置に限定されるもので
はない。例えば、所望の入力インピーダンス特性を得る
ために天井導体とアンテナ素子が電気的に開放されてい
る構造も可能である。この場合、例えば、アンテナ素子
は螺旋状の導体線で構成されたヘリカル型モノポールア
ンテナ素子である場合も可能であり、導体線をＬ字型に
折り曲げた逆Ｌ型あるいは逆Ｆ型モノポールアンテナ素
子である場合も可能であり、また、導体線の先端に導体
平板等の容量性負荷等を備えたトップローディング型モ
ノポールアンテナ素子、あるいは、これらの組み合わせ
によるアンテナ素子である場合も可能である。

【０１９９】これにより、アンテナ素子が小形・低背に
なり、アンテナ装置の小形・低背化が可能になる。

【０２００】（実施の形態１２）以下、本発明の第１２
の実施の形態について、図４４を参照しながら説明す
る。

【０２０１】図４４は本発明の第１２の実施の形態にお
けるアンテナ装置の構成を示したものである。図４４に
おいて、１１１は接地導体、１１２はアンテナ素子、１
１３は側面導体、１１４は回路、１１５は遮断導体、１
１６は給電部、１１７は天井導体、１１８は開口、１１
９は天井導体１１７上に設けられた接続点である。この
ような本実施の形態において、本発明のアンテナは、接
地導体１１１とアンテナ素子１１２と側面導体１１３と
天井導体１１７により構成されている。

【０２０２】また、回路１１４は接地導体１１１上にあ
り、アンテナ素子１１２は回路１１４と接続されてい
る。また、開口１１８は天井導体１１７と側面導体１１
３によって囲まれた部分である。

【０２０３】ここで、側面導体１１３と接地導体１１１
と天井導体１１７で囲まれた空間をアンテナ内部と呼
び、側面導体１１３あるいは接地導体１１１あるいは天
井導体１１７に対してアンテナ内部と反対側の空間をア
ンテナ外部と呼ぶ。したがって、回路１１４はアンテナ
内部に配置されていることになる。

【０２０４】一例として、アンテナ素子１１２がモノポ
ールアンテナ素子で構成され、天井導体１１７と接続点
１１９において電気的に接続され、接地導体１１１が長
方形の板形状で、接地導体１１１と側面導体１１３が電
気的に接続され、側面導体１１３と天井導体１１７が電
気的に接続されていてキャビティを構成している場合を
示す。すなわち本実施の形態のアンテナの構成は、実施
の形態２のアンテナと実質同一である。

【０２０５】次に、本実施の形態によるアンテナ装置の
動作を、図４４を用いて説明する。電波の励振は、実施
の形態２のアンテナの動作と同様に行われ、アンテナ素
子１１２で行い、周波数ｆ０の電波が放射される。この
放射された電波が開口１１８を通って外部空間に放射さ
れる。この場合も、接地導体１１１にアンテナ素子１１
２に流れる電流と逆相の電流が流れる。

【０２０６】従って、本実施の形態のアンテナは、開口
１１８から主に電波を放射するので、接地導体１１と側
面導体１１３と天井導体１１７に囲まれた空間に低背な
障害物が存在してもアンテナの放射には影響を与えな
い。

【０２０７】ところが、アンテナから放射された電波に
より、回路１１４上に配置されている素子が影響を受け
回路の動作が不安定になることがある。本実施の形態に
おいては、遮断導体１１５と接地導体１１１により回路
１１４を囲み、遮断導体１１５と接地導体１１１を完全
に電気的に接続することにより、回路１１４にアンテナ
から放射された電波が届かないようにする。

【０２０８】このとき、接地導体１１１に流れる電流
は、接地導体１１１から側面導体１１３へ、あるいは、
接地導体１１１から遮断導体１１５の外側表面を流れて
側面導体１１３に流れる。このとき、接地導体１１１か
ら側面導体１１３に流れる電流は遮断されないので、ア
ンテナの放射特性への影響はない。

【０２０９】また、アンテナ内部に回路１１４を配置し
た場合、回路１４のグランドと接地導体１１１を電気的
に接続しておけば、接地導体１１１から側面導体１１３
に流れる電流は遮断されないので、アンテナの放射特性
への影響はない。このとき、遮断導体１１５と回路１１
４とは、回路１１４のグランドのみが電気的に接続され
る。ただし、回路１１４のグランドと接地導体１１１と
は必ずしも常に電気的に接続する必要はない。

【０２１０】また、本実施の形態のアンテナ装置のアン
テナは、天井導体の形状や個数といった構成に応じて、
開口の数や大きさや位置を適当に定めることにより、所
望の指向性が得られる。

【０２１１】次に実際に試作した、本実施の形態のアン
テナ装置を図４５に示し、回路の構成を図４６、図４７
に示す。また、試作したアンテナ装置の放射特性を図４
８に示し、回路１１４および遮断導体がない場合のアン
テナ単体時の放射特性を図４９に示す。また、試作した
アンテナ装置の給電部における入力インピーダンス特性
を図５０に示す。

【０２１２】一例として、接地導体１１１が自由空間波
長を基準として１辺が０．５２波長の正方形で、側面導
体１１３の高さが０．０７７波長、天井導体１１７が長
方形でＸ軸と平行な辺の長さが０．３８波長でＹ軸に平
行な辺の長さが０．５２波長であり、２つの開口１１８
が長方形でＸ軸と平行な辺の長さは０．０７波長でＹ軸
に平行な辺の長さが０．５２波長であり、アンテナ天井
部のＸ方向両端に配置されているものとする。

【０２１３】また、回路１１４はアンテナ装置のＹ軸の
正方向端部に面してＹ軸に対称に配置され、遮断導体１
１５は、底面の１辺が０．２６波長の正方形であり、側
面の導体の高さが０．０６５波長の直方体で回路１１４
を覆うように配置されているものとする。

【０２１４】以上のような構成を有する本実施の形態に
よるアンテナ装置のアンテナが、Ｚ−Ｘ面、Ｚ−Ｙ面に
対して対称構造であるときの特性を示す。

【０２１５】図４８は試作した、本実施の形態のアンテ
ナ装置の放射指向性を示したものである。また、図４９
は、回路および遮断導体がないアンテナ単体のみの構成
とした時の放射特性を示したものである。放射指向性の
目盛りは１間隔が１０ｄＢであり、単位は点波源の放射
電波の電力値を基準にしたｄＢiである。

【０２１６】図４８および図４９に示すように、本実施
の形態によるアンテナ装置の放射特性は回路および遮断
導体がないアンテナ単体時の放射特性と全く等しいこと
が分かる。つまり、回路１１４および遮断導体１１５に
より放射特性が変化しない。

【０２１７】次に、図５０は、本実施の形態の試作した
アンテナ装置の給電部１１６における入力インピーダン
ス特性を示したものである。図は５０Ω給電線路に対す
る電圧定在波比（ＶＳＷＲ）である。このように中心周
波数ｆ０を中心に良好な整合がとれていることが分か
る。

【０２１８】なお、回路１１４には、アンテナからの電
波の影響を受けやすい高周波フィルタや増幅回路を含ん
でいたが、遮断導体１１５と接地導体１１１により完全
にシールドしたため、動作の劣化はなく安定した動作を
確認した。

【０２１９】このように、本実施の形態のアンテナ装置
は所望の指向性が得られ、且つ、電波の放射を変化させ
ることなく回路をアンテナ内部に配置することにより、
人目に付きにくい小形なアンテナ装置を実現している。

【０２２０】（実施の形態１３）以下、本発明の第１３
の実施の形態について、図５１を参照しながら説明す
る。

【０２２１】図５１は本発明の第１３の実施の形態にお
けるアンテナ装置の構成を示したものである。図５１に
おいて、１１１は接地導体、１１２はアンテナ素子、１
１３は側面導体、１１４は回路、１１６は給電部、１２
５は凹部である。

【０２２２】また、凹部１２５は、接地導体１１１およ
び接地導体１１１と接合する側面導体１１３の一部を、
外側から内側へ凹ませることにより形成された側壁１２
５ａ、１２５ｂ、１２５ｃに囲まれた領域であって、給
電部１１６は、側壁１２５ｂ上に設けられている。

【０２２３】このような本実施の形態において、本発明
のアンテナは、接地導体１１１とアンテナ素子１１２と
側面導体１１３により構成されている。回路１１４はア
ンテナの凹部１２５内に配置されており、その周囲は側
壁１２５ａ〜ｃによって覆われているとともに、給電部
１１６を介してアンテナ素子１１２と接続されている。
このとき、アンテナ端子１１２と側壁１２５とは、給電
部１１６を介して互いに絶縁されている。

【０２２４】ここで、側面導体１１３と接地導体１１１
で囲まれた空間をアンテナ内部と呼び、側面導体１１３
あるいは接地導体１１１に対してアンテナ内部と反対側
の空間をアンテナ外部と呼ぶ。

【０２２５】一例として、アンテナ素子１１２がモノポ
ールアンテナ素子で構成され、接地導体１１１が長方形
の板形状で、接地導体１１１と側面導体１１３が電気的
に接続されていてキャビティを構成している場合を示
す。

【０２２６】次に、本実施の形態によるアンテナ装置の
動作を、図５１を用いて説明する。電波の励振は、アン
テナ素子１１２で行い、周波数ｆ０の電波が放射され
る。更に、接地導体１１１から側面導体１１３にアンテ
ナ素子に流れる電流と逆相の電流が流れ、側面導体１１
３の上端からも電波が放射される。

【０２２７】従って、本実施の形態のアンテナは、アン
テナ素子１１２と側面導体１１３の上端部から主に電波
を放射するので、接地導体１１１と側面導体１１３に囲
まれた空間に低背な障害物が存在してもアンテナの放射
にはほとんど影響を与えない。つまり、アンテナ内部に
凹部１２５が存在してもアンテナの放射にほとんど影響
を与えない。さらに、凹部１２５の内部に回路１１４を
配置しても放射特性に影響を与えない。この場合、回路
１１４と接地導体１１１とは電気的に接続する必要はな
いが、回路１１４のグランドと接地導体１１１とを電気
的に接続して、アンテナと回路１１４のグランドが共通
化するようにしてもよい。

【０２２８】ここで、実施の形態１０の場合は、高周波
帯での使用において、遮断導体１１５と、接地導体１１
１あるいは側面導体１１３との間に隙間があると、その
隙間がコンデンサとして動作し、インピーダンス特性が
ずれるおそれがある。

【０２２９】しかしながら、本実施の形態に示すよう
に、接地導体１１１と側面導体１１３を凹ませて形成し
た側壁１２５ａ〜ｃによって凹部１２５を形成すること
で、実施の形態１０に示す遮断導体と接地導体と側面導
体を一体成型することが可能となる。このため、遮断導
体と接地導体や側面導体を完全に電気的に接続すること
ができるので、インピーダンス特性がずれず、アンテナ
性能が劣化しない。

【０２３０】なお、アンテナから放射された電波によ
り、回路１１４上に配置されている素子が影響を受け回
路の動作が不安定になることがある。この場合、図５２
に示すように、凹部１２５を蓋導体１２６により覆い、
蓋導体１２６と接地導体１１１を完全に電気的に接続す
る。これにより、アンテナから放射された電波は回路１
１４に届かなくなり回路１１４の動作を安定にすること
が可能となる。このとき、アンテナ外側には電流は流れ
ないので、アンテナの放射特性への影響はない。ここで
蓋導体１２６は、本発明の蓋部材に相当するものであ
る。

【０２３１】このように、本実施の形態のアンテナ装置
は、本発明のアンテナの電波の放射特性を保持したま
ま、回路をアンテナ内部に配置することにより、人目に
付きにくい小形なアンテナ装置を実現している。

【０２３２】（実施の形態１４）以下、本発明の第１４
の実施の形態について、図５３を参照しながら説明す
る。

【０２３３】図５３は本発明の第１４の実施の形態にお
けるアンテナ装置の構成を示したものである。図５３に
おいて、１１１は接地導体、１１２はアンテナ素子、１
１３は側面導体、１１４は回路、１１６は給電部、１１
７は天井導体、１１８は開口、１１９は接続点、１２５
は凹部である。

【０２３４】また、凹部１２５は、接地導体１１１およ
び接地導体１１１と接合する側面導体１１３の一部を、
外側から内側へ凹ませることにより形成された側壁１２
５ａ、１２５ｂ、１２５ｃに囲まれた領域であって、給
電部１１６は、側壁１２５ｂ上に設けられている。

【０２３５】このような本実施の形態において、本発明
のアンテナは接地導体１１１とアンテナ素子１１２と側
面導体１１３と天井導体１１７により構成されている。
回路１１４はアンテナの凹部１２５にあり、回路１１４
はアンテナの凹部１２５内に配置されており、その周囲
は側壁１２５ａ〜ｃによって覆われているとともに、給
電部１１６を介してアンテナ素子１１２と接続されてい
る。このとき、アンテナ端子１１２と側壁１２５とは、
給電部１１６を介して互いに絶縁されている。また、開
口１１８は天井導体１１７と側面導体１１３に囲まれた
領域上にある。

【０２３６】ここで、側面導体１１３と接地導体１１１
と天井導体１１７で囲まれた空間をアンテナ内部と呼
び、側面導体１１３あるいは接地導体１１１あるいは天
井導体１１７に対してアンテナ内部と反対側の空間をア
ンテナ外部と呼ぶ。

【０２３７】一例として、アンテナ素子１１２がモノポ
ールアンテナ素子で構成され、接地導体１１１が長方形
の板形状で、接地導体１１１と側面導体１１３が電気的
に接続されていてキャビティを構成している場合を示
す。

【０２３８】次に、本実施の形態によるアンテナ装置の
動作を、図５３を用いて説明する。電波の励振は、アン
テナ素子１１２で行い、周波数ｆ０の電波が放射され
る。更に、接地導体１１１から側面導体１１３にアンテ
ナ素子に流れる電流と逆相の電流が流れ、側面導体１１
３の上端からも電波が放射される。

【０２３９】従って、本実施の形態のアンテナは、アン
テナ素子１１２と側面導体１１３の上端部から主に電波
を放射するので、接地導体１１１と側面導体１１３に囲
まれた空間に低背な障害物が存在してもアンテナの放射
にはほとんど影響を与えない。つまり、アンテナ内部に
凹部１２５が存在してもアンテナの放射にほとんど影響
を与えない。さらに、凹部１２５の内部に回路１１４を
配置しても放射特性に影響を与えない。この場合、回路
１１４と接地導体１１１とは電気的に接続する必要はな
いが、回路１１４のグランドと接地導体１１１とを電気
的に接続して、アンテナと回路１１４のグランドが共通
化するようにしてもよい。また、アンテナ端子１１２と
天井導体１１７とを接続導体１１９を介して電気的に接
続しているので、実施の形態２のアンテナと同様の効果
が得られる。

【０２４０】ここで、実施の形態１２の場合は、高周波
帯での使用において、遮断導体１１５と、接地導体１１
１あるいは側面導体１１３との間に隙間があると、その
隙間がコンデンサとして動作し、インピーダンス特性が
ずれるおそれがある。

【０２４１】しかしながら、本実施の形態に示すよう
に、接地導体１１１と側面導体１１３を凹ませて形成し
た側壁１２５ａ〜ｃによって凹部１２５を形成すること
で、実施の形態１０に示す遮断導体と接地導体と側面導
体を一体成型することが可能となる。このため、遮断導
体と接地導体や側面導体を完全に電気的に接続すること
ができるので、インピーダンス特性がずれず、アンテナ
性能が劣化しない。

【０２４２】なお、アンテナから放射された電波によ
り、回路１１４上に配置されている素子が影響を受け回
路の動作が不安定になることがある。この場合、図５４
に示すように、凹部１２５を蓋導体１２６により覆い、
蓋導体１２６と接地導体１１１を完全に電気的に接続す
る。これにより、アンテナから放射された電波は回路１
１４に届かなくなり回路１１４の動作を安定にすること
が可能となる。このとき、アンテナ外側には電流は流れ
ないので、アンテナの放射特性への影響はない。ここで
蓋導体１２６は、本発明の蓋部材に相当するものであ
る。

【０２４３】なお、上記の実施の形態９〜１４におい
て、回路１１４の構成としては、受動素子のみの構成、
あるいは能動素子のみの構成、もしくは能動素子と受動
素子とが両方が含まれている構成が考えられる。例え
ば、受動素子のみの構成では、抵抗やコイルやコンデン
サにより構成されたインピーダンス整合回路や、高周波
フィルタ、光受動素子などが挙げられる。また、能動素
子としては、増幅回路やミキサー等の高周波能動素子や
レーザーダイオードやフォトダイオード等の光能動素子
等が挙げられる。また、回路１１４はＩＣを含んでいて
も良い。

【０２４４】また、図５６に示すように、アンテナ装置
が天井導体１１７を含む場合、回路１１４の横幅Ｗｒ
は、天井導体１１７の横幅Ｗｃよりも小さくなるほうが
望ましい。要するに、回路の大きさは、前記アンテナ装
置を天井部材の側から、前記天井部材に垂直に眺めた場
合、前記天井部材に隠れて見えなくなる大きさであるの
が望ましい。

【０２４５】また、図５７（ａ）（ｂ）に示すように、
アンテナ内部における回路１１４の配置は、天井導体と
側面導体とのなす角に配置してもよいし、図５７（ｂ）
に示すように、天井導体の直下であって、側面導体と接
地導体とのなす角に配置してもよい。要するに、回路の
配置は、前記アンテナ装置を天井部材の側から、前記天
井部材に垂直に眺めた場合、前記天井部材に隠れて見え
なくなる位置に配置されるのが望ましい。

【０２４６】また、例えば、マイクロ波回路のような高
周波能動素子や受動素子により回路１１４が構成されて
いる場合は、本実施の形態のアンテナ装置は無線機とし
て動作することが可能である。更に光能動素子あるいは
光受動素子を含む場合は、アンテナで受けた電気信号を
レーザダイオードのような光能動素子で光信号に変換
し、光ファイバ等の光通信により信号を伝送することが
可能になり、逆に光通信により送られてきた光信号をフ
ォトダイオードのような光能動素子により電気信号に変
換しアンテナから放射することが可能になる。また、回
路１１４は電源回路を含む構成として実現してもよく、
この場合、本実施の形態のアンテナ装置は無線装置とし
て用いることができる。

【０２４７】また、上記の実施の形態９〜１４におい
て、回路１１４の一例として図４６に示すように、受信
回路はアンテナ素子から送られた信号を高周波フィルタ
を介して増幅回路により増幅し、レーザーダイオードに
より光信号に変換され光ファイバにより信号を伝送する
場合を示す。ここで、１２０は高周波フィルタ、１２１
は増幅回路、１２２はレーザダイオード、１２３は光フ
ァイバである。なお、送信回路の一例として図４７に示
すようにレーザーダイオード１２２をフォトダイオード
１２４に置き換えることにより、光ファイバにより伝送
された光信号を電気信号に変換し、増幅回路により増幅
し、高周波フィルタを介してアンテナから電波を放射す
ることも可能である。

【０２４８】また、上記の実施の形態９〜１４では、ア
ンテナ素子１１２として、モノポールアンテナ素子を直
線導体で構成したが、これを他のアンテナ素子で構成す
ることも可能である。例えば、アンテナ素子は螺旋状の
導体線で構成されたヘリカル型モノポールアンテナ素子
である場合も可能であり、導体線をＬ字型に折り曲げた
逆Ｌ型あるいは逆Ｆ型モノポールアンテナ素子である場
合も可能であり、また、導体線の先端に導体平板等の容
量性負荷等を備えたトップローディング型モノポールア
ンテナ素子、あるいは、これらの組み合わせによるアン
テナ素子である場合も可能である。これにより、アンテ
ナ素子が小形・低背になり、アンテナ装置の小形・低背
化が可能になる。

【０２４９】また、上記の実施の形態９〜１４では、接
地導体１１１と側面導体１１３とが電気的に接続されて
いる構造のアンテナ装置を例に挙げて説明したが、本発
明は必ずしもこの構成のアンテナ装置に限定されるもの
ではない。例えば、所望の放射指向性あるいは入力イン
ピーダンス特性を得るために接地導体１１１と側面導体
１１３が電気的に開放されている構造も可能である。

【０２５０】また、上記の実施の形態９〜１４では、接
地導体１１１が長方形で構成された構造のアンテナ装置
を例に挙げて説明したが、本発明は必ずしもこの構成の
アンテナ装置に限定されるものではない。例えば、所望
の放射指向性あるいは入力インピーダンス特性を得るた
めに、接地導体１１１がその他の多角形あるいは半円あ
るいはこれらの組み合わせ、あるいはその他の形状も可
能である。また、接地導体が円形あるいは楕円形あるい
は曲面あるいはその他の形状にする構造も可能である。
これにより、放射特性においては、アンテナ導体部の角
部が少なくなることにより、角部での回折効果が少なく
なり、アンテナからの放射電波の交差偏波変換損失が少
なくなるという効果がある。

【０２５１】また、上記の実施の形態９〜１４では、側
面導体１１３が接地導体１１１の輪郭に沿った枠で構成
された構造のアンテナ装置を例に挙げて説明したが、本
発明は必ずしもこの構成のアンテナ装置に限定されるも
のではない。例えば、所望の放射指向性あるいは入力イ
ンピーダンス特性を得るために、側面導体の枠が接地導
体より大きい構造や小さい構造、あるいは天井導体より
大きい構造や小さい構造も可能である。

【０２５２】また、上記の実施の形態９〜１４では、ア
ンテナ内部に誘電体を挿入することも可能である。これ
により、アンテナの小形化が図れる。これは真空より誘
電率が高い誘電体（比誘電率：εｒ＞１）内において
は、真空中に比べ、波長が元の（εｒ）^-1/2倍になるか
らである。また、アンテナの設置環境によりアンテナ内
部に埃や湿気の多い空気が入り込みアンテナの特性が劣
化するおそれがあるが、側面導体の上端を輪郭とした誘
電体層の蓋をすることにより埃や湿気の多い空気が入り
込むことによる特性劣化を防ぐことが可能になる。これ
は絶縁体層の蓋でも同様な効果が得られる。このとき、
誘電体の挿入の形態は、実施の形態４、６等と同様であ
ってもよい。

【０２５３】また、上記の実施の形態９〜１４では、天
井導体１１７によって形成された開口が２つのアンテナ
装置を例に挙げて説明したが、本発明は必ずしもこの構
成のアンテナ装置に限定されるものではない。例えば、
所望の放射指向性あるいは入力インピーダンス特性を得
るために、開口が１つの場合や３つ以上にする構造も可
能である。

【０２５４】また、上記の実施の形態９〜１４では、天
井導体１１７によって形成された開口がアンテナ天井部
に配置された構造のアンテナ装置を例に挙げて説明した
が、本発明は必ずしもこの構成のアンテナ装置に限定さ
れるものではない。例えば、所望の放射指向性あるいは
入力インピーダンス特性を得るために開口が側面導体に
配置された構造、あるいは開口が接地導体に配置された
構造、あるいはこれらを組み合わせた構造も可能であ
る。

【０２５５】また、上記の実施の形態９〜１４では、ア
ンテナ素子１１２と天井導体１１７とが電気的に接続さ
れている構造のアンテナ装置を例に挙げて説明したが、
本発明は必ずしもこの構成のアンテナ装置に限定される
ものではない。例えば、所望の入力インピーダンス特性
を得るために天井導体１１７とアンテナ素子１１２が電
気的に開放されている構造も可能である。この場合、例
えば、アンテナ素子は螺旋状の導体線で構成されたヘリ
カル型モノポールアンテナ素子である場合も可能であ
り、導体線をＬ字型に折り曲げた逆Ｌ型、あるいは逆Ｆ
型モノポールアンテナ素子である場合も可能であり、ま
た、導体線の先端に導体平板等の容量性負荷等を備えた
トップローディング型モノポールアンテナ素子、あるい
は、これらの組み合わせによるアンテナ素子である場合
も可能である。これにより、アンテナ素子が小形・低背
になり、アンテナ装置の小形・低背化が可能になる。

【０２５６】また、上記の実施の形態９〜１４では、接
地導体１１１と側面導体１１３と天井導体１１７とが電
気的に接続されている構造のアンテナ装置を例に挙げて
説明したが、本発明は必ずしもこの構成のアンテナ装置
に限定されるものではない。例えば、所望の放射指向性
あるいは入力インピーダンス特性を得るために天井導体
と側面導体が電気的に開放されている構造、あるいは接
地導体と側面導体が電気的に開放されている構造、ある
いは接地導体と側面導体と天井導体全てが電気的に開放
されている構造も可能である。

【０２５７】また、上記の実施の形態９〜１４では、天
井導体１７が長方形で構成された構造のアンテナ装置を
例に挙げて説明したが、本発明は必ずしもこの構成のア
ンテナ装置に限定されるものではない。例えば、所望の
放射指向性あるいは入力インピーダンス特性を得るため
に天井導体がその他の多角形あるいは半円あるいはこれ
らの組み合わせあるいはその他の形状も可能である。ま
た、天井導体が円形あるいは楕円形あるいは曲面あるい
はその他の形状にする構造も可能である。これにより、
放射特性においては、アンテナ導体部の角部が少なくな
ることにより、角部での回折効果が少なくなりアンテナ
からの放射電波の交差偏波変換損失が少なくなるという
効果がある。

【０２５８】また、上記の実施の形態９〜１４では、凹
部１２５は、接地導体１１１および接地導体１１１と接
合する側面導体１１３の一部を、外側から内側へ凹ませ
ることにより形成された側壁１２５ａ、１２５ｂ、１２
５ｃに囲まれた領域であるとしたが、側壁は、接地導体
１１１のみを凹ませて形成するようにしてもよい。ま
た、側面導体１１３のみを凹ませて形成するようにして
もよい。

【０２５９】また、本発明のアンテナ装置は、図５８に
示すように、複数の本発明のアンテナ３０１ａ〜３０１
ｃを有するアンテナアレイ３０１と、このアンテナアレ
イ３０１と無線回路１１４とを有するアンテナアレイ装
置としても実現して良い。このとき、無線回路１１４
は、複数の回路１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃによって
構成され、それぞれの回路１１４ａ〜１１４ｃは、それ
ぞれに対応したアンテナ３０１ａ〜３０１ｃを有し、そ
れぞれの回路１１４ａ〜１１４ｃが、同一の信号の入出
力を行うことにより本発明のアンテナ装置を形成してい
る。なお、本発明のアンテナアレイ装置は、本発明のア
ンテナ装置を複数配列していればよく、配列するアンテ
ナ装置の個数によって限定されるものではない。

【０２６０】また、本発明のアンテナ装置の回路は、少
なくとも導電性部材を含む部分がアンテナ内に配置され
ていれば、残りの部分はアンテナの外に設けられた構成
であってもよく、回路の全ての構成をアンテナ内に含む
必要はない。

【０２６１】また、本発明のアンテナ装置は、回路部分
がカートリッジとしてアンテナから脱着可能な構成であ
っても良い。例えば、図３１に示す実施の形態５におい
て、給電部１１６をコネクタ状の構成とすれば、同一の
アンテナに対し、異なる種類の回路１１４を交換して接
続して用いることができる。これは、例えばアンテナ装
置を携帯電話用、ＰＨＳ用等の交換基地局として用いる
場合、カートリッジとして回路を交換するだけで、交換
基地局を一台で異なる複数の通信装置に対応させること
ができる効果がある。

【０２６２】さらに、本発明のアンテナ装置において、
底面部材と側面部材とによって囲まれる空間内に配置さ
れる回路は、図５９に示すように、互いに異なる無線方
式を有するサブ回路１１４ｘ、１１４ｙ、１１４ｚ、お
よびサブ回路１１４ｘ、１１４ｙ、１１４ｚのいずれか
と本発明のアンテナ４０１とを切り替えて接続する切換
手段４０２とを備えた構成であっても良い。こにによ
り、同一のアンテナ装置で、複数種類の無線方式を扱う
ことができる。

【０２６３】なお、上記の各実施の形態において、接地
導体１１１は本発明の底面部材の一例であり、給電部１
１６は本発明の給電点の一例であり、アンテナ素子１１
２は本発明の導電性部材の一例であり、側面導体１１３
は本発明の側面部材の一例であり、天井導体１１７は本
発明の天井部材の一例である。また開口１１８は、本発
明の天井部分によって覆われなかった、本発明の空間の
残りの部分の一例である。また凹部１２５は、本発明の
凹みの一例である。

【０２６４】したがって、実施の形態９〜１４のアンテ
ナ装置は、回路１１４を省いた構成である、本発明のア
ンテナとして実現してもよく、この場合、各実施の形態
は、底面部材と側面部材とによって囲まれた空間内に固
定されている導電性部材を有する本発明のアンテナの実
施の形態ということになる。

【０２６５】また、本発明のアンテナ装置は、実施の形
態１〜７のアンテナ内に、回路１１４の全部または一部
を設けることによって実現してもよい。

【０２６６】以上のような本発明は、例えば接地導体
と、前記接地導体の表面に位置する給電部と、前記給電
部に接続されたアンテナ素子と、前記アンテナ素子を含
む空間の周囲を前記アンテナ素子から離間して囲む側面
導体とを有しており、これにより、平面的な大きさをあ
まり大きくすることなく、アンテナ水平面に沿った電波
放射を強めることができる。これは次のような理由によ
っている。側面導体が接地導体の周縁部として機能する
ために、電波の回折を有効に防止してアンテナ水平方向
に沿った電波放射を強めることができる。しかも、側面
導体は接地導体に対して立ち上がる向きに配置されるの
で、モノポールアンテナの平面的な大きさはほとんど大
きくならない。

【０２６７】また、本発明は、例えば上記本発明のモノ
ポールアンテナにおいて、前記アンテナ素子を挟んで前
記接地導体に対向する天井導体を有しており、これによ
り、アンテナ垂直方向に沿った大きさを小さくすること
ができる。これは次のような理由によっている。天井導
体がアンテナ素子の先端部として機能するために、その
分、アンテナ素子の長さ寸法を小さくすることができ、
それに伴って、アンテナ垂直方向の大きさが小さくな
る。

【０２６８】また、本発明は、例えば上記本発明のモノ
ポールアンテナにおいて、前記天井導体の端部を前記側
面導体に電気的に接続しており、これにより、水平面に
沿った電波の指向性を任意に調整することができる。こ
れは次のような理由によっている。天井導体の端部を側
面導体に接続すると、そこから電流が接地導体に向けて
漏れる。そのため、天井導体からその接続点に沿って外
側に延びる方向には電波がほとんど放射されなくなる。
そこで、天井導体と側面導体との接続点をどの方向に沿
って設けるかを設定することで水平面に沿った電波の指
向性を任意に設定することができる。

【０２６９】また、本発明は、例えば上記本発明のモノ
ポールアンテナにおいて、前記天井導体の中央部分を円
形形状にしており、これにより、水平面に沿った電波の
指向性をさらに任意に調整することができる。これは次
のような理由によっている。天井導体の端部を側面導体
に接続すると、その接続点に沿って外側に延びる方向に
電波の極小点が形成されることでその指向性を調整でき
る。しかしながら、場合によっては、電波の極小点にお
ける放射レベルが所望レベルより小さくなりすぎること
がある。これに対して、天井導体の中央部分を円形形状
にすると、その円形部分の全周から電波が放射されるた
めに、その部分での電波放射は、水平面にほぼ無指向と
なる。そのため、電波の放射は、円形部分からの放射
と、それ以外の部分からの放射とを混合したものとな
り、電波の極小点を補填することができる。なお、この
円形部分からの電波の放射量は、円形部分の大きさを変
えることで調整できる。

【０２７０】また、本発明は、例えば上記本発明のモノ
ポールアンテナにおいて、前記側面導体を前記接地導体
に電気的に接続しており、これにより、入力インピーダ
ンスの整合を図ることができる。これは次のような理由
によっている。天井導体を設けることで、アンテナ垂直
方向の大きさを小さくすると、天井導体と接地導体とが
互いに近接して配置されることになり、両者の間に容量
成分が生じて入力インピーダンスの不整合が発生する恐
れがある。これに対して、本発明では、天井導体が側面
導体を介して接地導体に電気的に接続されるために、こ
れら導体の間に導通ループが生じる結果、インダクタン
スが発生する。そのため、生したインダクタンスにより
前記容量成分が相殺されて、インピーダンスの不整合が
解消される。

【０２７１】また、本発明は、例えば上記本発明のモノ
ポールアンテナにおいて、前記接地導体と前記側面導体
と前記天井導体とのうちの少なくとも１つは開口を有し
ており、開口形成時において開口の位置や大きさ等を任
意に調整することにより電波指向性を任意に設定するこ
とができる。

【０２７２】また、本発明は、例えば上記本発明のモノ
ポールアンテナにおいて、前記開口の大きさを調整する
手段を有しており、この調整手段により開口の大きさを
調整することで、開口形成後であっても指向性及びイン
ピーダンスを任意に微調整することができる。

【０２７３】また、本発明は、例えば上記本発明のモノ
ポールアンテナにおいて、前記給電部を原点に配置し、
前記接地導体をＸ−Ｙ平面に配置し、接地導体と前記側
面導体とを、Ｚ−Ｙ平面に対して対称な構造にし、前記
開口を、Ｚ−Ｙ平面に対して対称に配置しており、これ
により電波の指向性をＺ−Ｙ平面に対して対称にするこ
とができる。

【０２７４】また、本発明は、例えば上記本発明のモノ
ポールアンテナにおいて、前記接地導体と前記側面導体
とを、Ｚ−Ｘ平面に対して対称な構造にし、前記開口
を、Ｚ−Ｘ平面に対して対称に配置しており、これによ
り、電波の指向性をＺ−Ｘ平面に対して対称にすること
ができる。

【０２７５】また、本発明は、例えば上記本発明のモノ
ポールアンテナにおいて、前記アンテナ素子を前記天井
導体に電気的に接続しており、これにより、モノポール
アンテナの構造が安定するうえに、アンテナのインピー
ダンスも安定になり、アンテナの特性が改善される。

【０２７６】また、本発明は、例えば上記本発明のモノ
ポールアンテナにおいて、前記接地導体と前記側面導体
とに囲まれた空間に、空気より誘電率の高い誘電体を設
けており、これにより、アンテナをより小形、低背な構
造にすることができる。

【０２７７】また、本発明は、例えば上記本発明のモノ
ポールアンテナにおいて、前記空間を前記誘電体により
全て充填しており、これにより、アンテナをより小形、
低背な構造にすることができるうえに、アンテナ内部空
間に隙間となる空間が存在しなくなるので、アンテナ内
部空間に埃が入らなくなるうえに結露も生じにくくな
り、信頼性が向上する。

【０２７８】また、本発明は、例えば上記本発明のモノ
ポールアンテナにおいて、前記誘電体を、前記側面導体
で囲まれた空間の蓋体として構成し、前記接地導体また
は前記天井導体をこの誘電体上に設けており、これによ
り、アンテナ内部空間に埃が入らなくなるうえに結露も
生じにくくなり、信頼性が向上する。また、誘電体を蓋
体とすることでアンテナ内部空間の密封を簡単に行える
ようになる。

【０２７９】また、本発明は、例えば上記本発明のモノ
ポールアンテナにおいて、前記側面導体を前記誘導体に
形成したバイアホールから構成しており、これにより、
側面導体の形成が容易になる。これは、バイアホールが
汎用の基板製造方法により比較的簡単に形成することが
できるためである。

【０２８０】また、本発明は、例えば上記本発明のモノ
ポールアンテナにおいて、前記アンテナ素子から離間し
て配置された少なくとも一つの整合素子を有しこの整合
素子を前記接地導体に電気的に接続しており、これによ
り、アンテナのインピーダンスを変化させて整合状態を
良好にすることができる。

【０２８１】また、本発明は、例えば上記本発明のモノ
ポールアンテナにおいて、前記整合素子のうちの少なく
とも一つを、前記アンテナ素子に電気的に接続してお
り、これにより、モノポールアンテナの入力インピーダ
ンスを高くすることが可能になる。

【０２８２】また、本発明は、例えば上記本発明のモノ
ポールアンテナにおいて、前記整合素子のうちの少なく
とも一つを、前記天井導体に電気的に接続しており、こ
れにより、モノポールアンテナのインピーダンスを変化
させることが可能となる。

【０２８３】また、本発明は、例えばモノポールアンテ
ナと、前記モノポールアンテナに供給する送信信号と前
記モノポールアンテナから供給される受信信号とを増幅
する増幅手段と、送受信信号の周波数を選択する周波数
選択手段と、前記モノポールアンテナと前記増幅手段と
前記周波数選択手段とを収納する筺体と、を有し、前記
モノポールアンテナは、接地導体と、前記接地導体の表
面に位置する給電部と、前記給電部に接続されたアンテ
ナ素子と、前記アンテナ素子を含む空間の周囲を前記ア
ンテナ素子から離間して囲む側面導体と、前記アンテナ
素子を挟んで前記接地導体と対向する天井導体と、前記
接地導体と前記側面導体とに囲まれた空間に設けられ、
空気より誘電率の高い誘電体と、前記接地導体と前記側
面導体と前記天井導体とのうちの少なくともひとつに設
けられた開口とを有し、前記筺体表面に凹部を設け、こ
の凹部に前記モノポールアンテナを収納配置して無線装
置を構成しており、これにより、小型低背化を維持向上
させたうえで、景観上、優れた無線装置を構成できるよ
うになる。これは、次のような理由によっている。モノ
ポールアンテナを筺体表面の凹部に収納するので、モノ
ポールアンテナが外側から見えにくくなるためである。
さらには、この無線装置が有するモノポールアンテナ
は、上述した本発明に記載したものと同様、小型低背化
が促進されたものとなっているので、モノポールアンテ
ナを一体に組み込んだにもかかわらず、無線装置の小型
低背化を妨げることはほとんどない。

【０２８４】また、本発明は、例えば複数のモノポール
アンテナを有し、これらモノポールアンテナは、接地導
体と、前記接地導体の表面に位置する給電部と、前記給
電部に接続されたアンテナ素子と、前記アンテナ素子を
含む空間の周囲を前記アンテナ素子から離間して囲む側
面導体と、前記アンテナ素子を挟んで前記接地導体に対
向する天井導体とを有し、各モノポールアンテナの水平
面指向性が極小となる方向を一致させてこれらモノポー
ルアンテナを整列配置することで、モノポールアンテナ
の配置構造を構成しており、これにより、隣接するモノ
ポールアンテナそれぞれが行う電波送受信による相互影
響が最小となり、両者のアイソレーションが良好にな
る。

【０２８５】

【発明の効果】以上のように、本発明は、簡単な構造で
放射指向性を変化させることが可能で工作精度に優れた
アンテナを実現するとともに、アンテナ内部に回路を配
置することにより、小形なアンテナ装置および無線装置
を実現できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）本発明の実施の形態１におけるモノポー
ルアンテナの概観斜視図である。（Ｂ）本発明の実施の形態１におけるモノポールアンテ
ナの断面図である。

【図２】実施の形態１の動作原理を示す図である。

【図３】実施の形態１の試作例を示す概観斜視図であ
る。

【図４】実施の形態１の試作例の放射指向性を示す図で
ある。

【図５】実施の形態１の試作例のインピーダンス特性を
示す図である。

【図６】（Ａ）本発明の実施の形態２におけるモノポー
ルアンテナの概観斜視図である。（Ｂ）本発明の実施の形態２におけるモノポールアンテ
ナの断面図である。

【図７】実施の形態２の試作例を示す概観斜視図であ
る。

【図８】実施の形態２の試作例の放射指向性を示す図で
ある。

【図９】実施の形態２の試作例のインピーダンス特性を
示す図である。

【図１０】（Ａ）本発明の実施の形態３におけるモノポ
ールアンテナの概観斜視図である。（Ｂ）本発明の実施の形態３におけるモノポールアンテ
ナの断面図である。

【図１１】（Ａ）本発明の実施の形態４におけるモノポ
ールアンテナの概観斜視図である。（Ｂ）本発明の実施の形態４におけるモノポールアンテ
ナの断面図である。

【図１２】実施の形態４の試作例を示す概観斜視図であ
る。

【図１３】実施の形態４の試作例の放射指向性を示す図
である。

【図１４】実施の形態４の試作例のインピーダンス特性
を示す図である。

【図１５】実施の形態４の変形例を示す概観斜視図であ
る。

【図１６】（Ａ）本発明の実施の形態５におけるモノポ
ールアンテナの概観斜視図である。（Ｂ）本発明の実施の形態５におけるモノポールアンテ
ナの断面図である。

【図１７】（Ａ）本発明の実施の形態６におけるモノポ
ールアンテナの概観斜視図である。（Ｂ）本発明の実施の形態６におけるモノポールアンテ
ナの断面図である。

【図１８】（Ａ）本発明の実施の形態７におけるモノポ
ールアンテナの概観斜視図である。（Ｂ）本発明の実施の形態７におけるモノポールアンテ
ナの断面図である。

【図１９】（Ａ）本発明の実施の形態７におけるモノポ
ールアンテナの第１の変形例の概観斜視図である。（Ｂ）本発明の実施の形態７におけるモノポールアンテ
ナの第１の変形例の断面図である。

【図２０】（Ａ）本発明の実施の形態７におけるモノポ
ールアンテナの第２の変形例の概観斜視図である。（Ｂ）本発明の実施の形態７におけるモノポールアンテ
ナの第２の変形例の断面図である。

【図２１】本発明の実施の形態８における無線装置のシ
ステム構成の一例を示す図である。

【図２２】実施の形態８における無線装置の構成の一例
を示すブロック図である。

【図２３】実施の形態８における無線装置の構成を示す
分解斜視図である。

【図２４】実施の形態８における無線装置の構成の他の
例を示すブロック図である。

【図２５】実施の形態８における無線装置の構成のさら
に他の例を示すブロック図である。

【図２６】実施の形態８の無線装置に組み込まれる光カ
プラの構成の一例を示すブロック図である。

【図２７】本発明の各実施の形態のモノポールアンテナ
に組み込まれる開口制御装置の構成の一例を示す図であ
る。

【図２８】（Ａ）本発明の変形例の概観斜視図である。（Ｂ）本発明の変形例の断面図である。

【図２９】（Ａ）本発明の他の変形例の概観斜視図であ
る。（Ｂ）本発明の他の変形例の断面図である。

【図３０】本発明のさらに他の変形例を示す概観斜視図
である。

【図３１】図３１の変形例の放射指向性を示す図であ
る。

【図３２】本発明のモノポールアンテナの配置例を示す
斜視図である。

【図３３】図３２の配置例におけるアイソレーションの
測定結果を示す図である。

【図３４】本発明のさらに他の変形例を示す概観斜視図
である。

【図３５】図３４の変形例の放射指向性を示す図であ
る。

【図３６】第１の従来例のモノポールアンテナの構成を
示す概観斜視図である。

【図３７】（Ａ）第１の従来例のモノポールアンテナの
放射指向性を示す図である。（Ｂ）第１の従来例のモノポールアンテナの放射指向性
を示す図である。（Ｃ）第１の従来例のモノポールアンテナの放射指向性
を示す図である。（Ｄ）第１の従来例のモノポールアンテナの放射指向性
を示す図である。

【図３８】第２の従来例のモノポールアンテナの構成を
示す概観斜視図である。

【図３９】第２の従来例のモノポールアンテナの放射指
向性を示す図である。

【図４０】本発明の実施の形態９におけるアンテナ装置
の構成の一例を示す図である。

【図４１】本発明の実施の形態１０におけるアンテナ装
置の構成の一例を示す図である。

【図４２】本発明の実施の形態１１におけるアンテナ装
置の構成の一例を示す図である。

【図４３】本発明の実施の形態１１におけるアンテナ装
置の構成の一例を示す図である。

【図４４】本発明の実施の形態１２におけるアンテナ装
置の構成の一例を示す図である。

【図４５】本発明の実施の形態１２におけるアンテナ装
置の試作器の一例を示す図である。

【図４６】本発明の実施の形態９〜１４におけるアンテ
ナ装置の試作器の回路の構成の一例を示す図である。

【図４７】本発明の実施の形態９〜１４におけるアンテ
ナ装置の試作器の回路の構成の一例を示す図である。

【図４８】本発明の実施の形態１２におけるアンテナ装
置の試作器の放射特性を示す図である。

【図４９】本発明の実施の形態１２におけるアンテナ装
置のアンテナ単体時の放射特性を示す図である。

【図５０】本発明の実施の形態１２におけるアンテナ装
置の試作器のインピーダンス特性を示す図である。

【図５１】本発明の実施の形態１３におけるアンテナ装
置の構成の一例を示す図である。

【図５２】本発明の実施の形態１３におけるアンテナ装
置の構成の一例を示す図である。

【図５３】本発明の実施の形態１４におけるアンテナ装
置の構成の一例を示す図である。

【図５４】本発明の実施の形態１４におけるアンテナ装
置の構成の一例を示す図である。

【図５５】一般のアンテナ装置の構成を示す図である。

【図５６】本発明のアンテナ装置における回路の大きさ
を説明するための図である。

【図５７】（ａ）本発明のアンテナ装置における回路の
配置を説明するための図である。（ｂ）本発明のアンテナ装置における回路の配置を説明
するための図である。（ｃ）本発明のアンテナ装置における回路の配置を説明
するための図である。

【図５８】本発明のアンテナアレイ装置の構成を模式的
に示す図である。

【図５９】本発明のアンテナアレイ装置における回路の
別の構成例を示す図である。

【符号の説明】

１１接地導体１２同軸給電部１３アンテナ素子１４側面導体１５天井導体１６，１７開口空間１８，１９整合導体２０開口制御装置１１１接地導体１１２アンテナ素子１１３側面導体１１４回路１１５遮断導体１１６給電部１１７天井導体１１８開口１１９接続点１２０高周波フィルタ１２１増幅回路１２２レーザダイオード１２３光ファイバ１２４フォトダイオード１２５凹部１２６蓋導体１３１ａ送信アンテナ１３１ｂ受信アンテナ１３２ａ、３２ｂ信号伝送ケーブル１３３無線回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小川晃一大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内Ｆターム(参考） 5J046 AA07 AB06 PA02 5J047 AA07 AB06 FD01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】導電性の底面部材と、導電性の側面部材と、前記底面部材と前記側面部材とによって囲まれた空間内
に配置された導電性部材とを備え、前記導電性部材は、送信および／または受信のための信
号線と接続されているアンテナ。
【請求項２】前記底面部材は接地導体として接地され
ている請求項１に記載のアンテナ。
【請求項３】前記底面部材は、その表面上に給電点を
有する請求項１に記載のアンテナ。
【請求項４】前記導電性部材と前記底面部材とが、前
記信号線または前記給電点以外の場所で接続している請
求項１または３に記載のアンテナ。
【請求項５】前記導電性部材と前記側面部材とが接続
している請求項１に記載のアンテナ。
【請求項６】前記空間の全部または一部を覆う、導電
性の天井部材をさらに備えた請求項１に記載のアンテ
ナ。
【請求項７】前記導電性部材と前記天井部材とが電気
的および／または機械的に接続している請求項６に記載
のアンテナ。
【請求項８】前記天井部材と前記側面部材とが電気的
に接続している請求項６に記載のアンテナ。
【請求項９】前記天井部材は、その縁部が曲線形状を
有することを特徴とする請求項６に記載のアンテナ。
【請求項１０】前記底面部材および／または前記側面
部材は開口部を有する請求項１に記載のアンテナ。
【請求項１１】前記天井部材は開口部を有する請求項
６に記載のアンテナ。
【請求項１２】前記開口部はその大きさを調整する手
段を有する請求項１０または１１に記載のアンテナ。
【請求項１３】前記導電性部材の前記底面部材への射
影を原点とし、前記底面部材がＸ−Ｙ平面に配置された
場合、前記底面部材と前記側面部材とが、Ｚ−Ｙ平面に
対して対称な構成を有し、前記開口部が、Ｚ−Ｙ平面に
対して対称に配置される請求項１１に記載のアンテナ。
【請求項１４】前記底面部材と側面部材とが、Ｚ−Ｘ
平面に対して対称な構成を有し、前記開口部が、Ｚ−Ｘ
平面に対して対称に配置される請求項１３に記載のアン
テナ。
【請求項１５】前記空間内に設けられた、空気より誘
電率の高い誘電体を備えた請求項１または６に記載のア
ンテナ。
【請求項１６】前記誘電体は、少なくとも前記天井導
体によって覆われなかった前記空間の一部を覆うように
設けられる請求項１５に記載のアンテナ。
【請求項１７】前記誘電体は前記空間内をすべて充填
する請求項１５に記載のアンテナ。
【請求項１８】前記誘電体はバイアホールを有し、前記側面部材は、前記バイアホールから構成される請求
項１７に記載のアンテナ。
【請求項１９】前記導電性部材から所定の距離だけ離
して配置された少なくとも一つの整合素子をさらに備
え、前記整合素子と前記底面部材とは電気的に接続される請
求項１または６に記載のアンテナ。
【請求項２０】前記整合素子のうちの少なくとも一つ
を、前記導電性部材に電気的に接続する請求項１９に記
載のアンテナ。
【請求項２１】前記整合素子のうちの少なくとも一つ
を、前記天井部材および／または前記側面部材に電気的
に接続する請求項１９に記載のアンテナ。
【請求項２２】請求項１に記載のアンテナの配列方法
であって、水平面指向性が極小となる方向を一致させて、複数の前
記アンテナを整列配置するアンテナの配列方法。
【請求項２３】請求項１または６に記載のアンテナ
と、前記空間内に配置されるとともに、前記信号線と接続さ
れた、送信および／または受信のための回路の全部また
は一部とを備えたアンテナ装置。
【請求項２４】前記回路の全部または一部を覆う遮蔽
部材をさらに備え、前記遮蔽部材は、前記導電性部材と電気的に接触しない
請求項２３に記載のアンテナ装置。
【請求項２５】前記遮蔽部材は、前記底面部材および
／または前記側面部材の一部の凹みとして形成されてお
り、前記回路の全部または一部は、前記凹部内に配置される
請求項２４に記載のアンテナ装置。
【請求項２６】前記凹部を覆って前記回路の全部また
は一部を収納する蓋部材をさらに備え、前記蓋部材は、前記底面部材および／または前記側面部
材と電気的に接続するた請求項２５に記載のアンテナ装
置。
【請求項２７】前記回路が受動回路により構成されて
いる請求項２３に記載のアンテナ装置。
【請求項２８】前記回路に能動素子が含まれている請
求項２３に記載のアンテナ装置。
【請求項２９】前記回路にマイクロ波回路が含まれて
いる請求項２３に記載のアンテナ装置。
【請求項３０】前記回路に光受動素子が含まれている
請求項２３に記載のアンテナ装置。
【請求項３１】前記回路に光能動素子が含まれている
請求項２３に記載のアンテナ装置。
【請求項３２】前記回路はＩＣを有する請求項２３に
記載のアンテナ装置。
【請求項３３】前記回路は、前記アンテナ装置を天井
部材の側から、前記天井部材に垂直に眺めた場合、前記
天井部材に隠れて見えなくなる大きさを有する請求項２
３に記載のアンテナ装置。
【請求項３４】請求項２３に記載のアンテナ装置を複
数配列したアレイアンテナ装置であって、複数の前記アンテナ装置内の前記回路は、それぞれ同一
の信号の入出力を行うアレイアンテナ装置。
【請求項３５】前記回路は、前記アンテナから脱着可
能なカートリッジ形態を有する請求項２３に記載のアン
テナ装置。
【請求項３６】前記回路は、互いに異なる無線方式を
有する複数のサブ回路と、前記サブ回路のいずれかと、前記アンテナとの接続を切
り換える切換手段とを備えた請求項２３に記載のアンテ
ナ装置。
【請求項３７】前記回路は、前記アンテナ装置を天井
部材の側から、前記天井部材に垂直に眺めた場合、前記
天井部材に隠れて見えなくなる位置に配置されている請
求項２３に記載のアンテナ装置。
【請求項３８】前記回路は、前記送信および／または
受信のための信号を増幅する増幅手段と、前記送信また
は前記受信信号の周波数を選択する周波数選択手段とを
備えた請求項２３に記載のアンテナ装置。
【請求項３９】請求項２３から３８のいずれかに記載
のアンテナ装置と、前記回路に設けられた電源回路とを備えた無線装置。