JP2004096168A - アンテナ装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】３つ以上のアンテナの相関係数を低減し、ダイバーシティの効果を向上するとともに、グランド上にて使用可能なアンテナ装置を実現する。
【解決手段】直径および一辺が電気長で概ね１／２波長の放射板２および放射板３が任意の間隔にてグランド板１上に配置され、放射板２に設けられる直線１０と直線１１とが直交し、放射板３に設けられる直線１２と直線１３とが直交し、直線１０の電気長と直線１２の電気長および直線１１の電気長と直線１３の電気長が同じ長さで、直線１０と直線１１の電気長が異なる長さで、直線１０と直線１２または直線１１と直線１３が同一線上に存在しないように放射板２と放射板３が配置される。
【選択図】 図１
【解決手段】直径および一辺が電気長で概ね１／２波長の放射板２および放射板３が任意の間隔にてグランド板１上に配置され、放射板２に設けられる直線１０と直線１１とが直交し、放射板３に設けられる直線１２と直線１３とが直交し、直線１０の電気長と直線１２の電気長および直線１１の電気長と直線１３の電気長が同じ長さで、直線１０と直線１１の電気長が異なる長さで、直線１０と直線１２または直線１１と直線１３が同一線上に存在しないように放射板２と放射板３が配置される。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動体通信等に使用されるダイバーシティアンテナ等のアンテナ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば長距離無線伝送路では、一般的にフェージングの発生に伴い、場所、時間、偏波により受信レベルの大幅な変動が生じるため、ダイバーシティ技術を用いて受信レベルの変動の防止が図られている。図１１（ａ）と図１１（ｂ）に従来のダイバーシティアンテナを示す。図１１（ａ）は、４本のモノポールアンテナ１０１が一定間隔ごとにグランド板１００上に垂直に配置されている空間ダイバーシティアンテナを表している。各モノポールアンテナ１０１において受信される信号レベルを比較し、高い方を採用するものであり、受信場所等により生じる受信レベルの深い減衰を軽減することができる。空間ダイバーシティの効果を高くするためには、各アンテナ間距離を離して相関係数を下げる必要がある。
【０００３】
図１１（ｂ）は、第１のダイポールアンテナ１０２と第２のダイポールアンテナ１０３を直交配置させて、各アンテナの指向性を直交するようにした指向性ダイバーシティアンテナを示している。フェージングは偏波ごとに発生するため、例えば、同一の場所において、垂直偏波は全く受信されず、水平偏波は大きな受信電力を得られることもあり得る。このような場合に、指向性ダイバーシティアンテナを用いれば、受信電力の深い減衰を軽減することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１１（ａ）の空間ダイバーシティアンテナを移動体端末において実現する場合、各アンテナ間の一定距離を確保することは昨今の移動体端末の小型化の流れにおいては非常に困難である。また、小型携帯端末において、空間ダイバーシティを実現するために各アンテナを近接配置させた場合、図１１（ａ）の各モノポールアンテナ１０１の水平面上の指向性パターンが無指向特性であるため、任意到来波を各アンテナが共に同様に受信し、各アンテナの受信電圧が同一のものとなる可能性が高く、各モノポールアンテナ１０１間の相関係数が著しく劣化することもありうる。
【０００５】
また、図１１（ｂ）の指向性ダイバーシティアンテナをグランド上に平行に配置すると、帯域幅が狭くなると共にアンテナ利得が著しく劣化する。ゆえに、小型携帯端末のアンテナ内蔵化を実現する上で前提となるアンテナのグランド上の実装が困難となり、小型携帯端末においては指向性ダイバーシティを実現できない場合がある。また、そのアンテナが金属エレメントにより構成されることより、その形状保持が難しく、また破損しやすい構成でもある。
【０００６】
さらに、図１１（ａ）および図１１（ｂ）のダイバーシティアンテナともに１つの周波数のみに対応したものであり、今後、１つの携帯端末が複数システム（例えば、電話、テレビ、ラジオ、ＧＰＳ機能等）を有することが一般化されたとき、複数システムの複数周波数帯域に対応したダイバーシティアンテナを具現化するためにシステム数×ダイバーシティアンテナを構成するアンテナ数だけのアンテナが必要となり、アンテナのコスト、設置スペース等が大きくなってしまう。
【０００７】
これらの課題を克服するために、本発明は給電ポート間のアイソレーションが確保された２つの給電ポートを有する放射板を複数個用意し、その複数個の放射板の各給電ポート間のアイソレーションが大きくなるように配置することにより、空間ダイバーシティと指向性ダイバーシティを複合したアンテナ装置を実現するとともに、アンテナ装置に要するコストとスペースの低減を図ることができるものを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のアンテナ装置は、直径及び一辺が電気長で概ね１／２波長の第１の放射板および第２の放射板が任意の間隔にてグランド板上に配設され、第１の放射板の周辺部に第１の給電ポートと第２の給電ポートが設けられ、第１の放射板に設けられる第１の給電ポートと第１の放射板の中点を結ぶ第１の直線が第２の給電ポートと第１の放射板の中点とを結ぶ第２の直線に対して直交し、第２の放射板に設けられる第３の給電ポートと第２の放射板の中点を結ぶ第３の直線が第２の放射板に設けられる第４の給電ポートと第２の放射板の中点とを結ぶ第４の直線に対して直交するとともに、第１の直線の電気長と第３の直線の電気長および第２の直線の電気長と第４の直線の電気長が同じ長さであるとともに、第１の直線の電気長と第２の直線の電気長が異なる長さであり、第１の直線と第３の直線または第２の直線と第４の直線が同一線上に存在しないように第１の放射板と第２の放射板が配置される構成としたものであり、ダイバーシティの効果の優れた低コスト、省スペースのアンテナ装置とすることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、直径および一辺が電気長で概ね１／２波長の第１の放射板および第２の放射板が任意の間隔にてグランド板上に配置され、第１の放射板の周辺部に第１の給電ポートと第２の給電ポートが設けられ、第１の放射板に設けられる第１の給電ポートと第１の放射板の中点を結ぶ第１の直線が第２の給電ポートと第１の放射板の中点とを結ぶ第２の直線に対して直交し、第２の放射板に設けられる第３の給電ポートと第２放射板の中点を結ぶ第３の直線が第２の放射板に設けられる第４の給電ポートと第２の放射板の中点とを結ぶ第４の直線に対して直交するとともに、第１の直線の電気長と第３の直線の電気長および第２の直線の電気長と第４の直線の電気長が同じ長さであるとともに、第１の直線の電気長と第３の直線の電気長が異なる長さであり、第１の直線と第３の直線または第２の直線と第４の直線が同一線上に存在しないように構成したアンテナ装置であり、各給電ポートに給電したときの各々の放射パターンの最大利得方向が対面しないように第１の放射板および第２の放射板が配置されているため、各給電ポート間のアイソレーション値を高く設計することが可能であり、結果的に相関係数を低く抑えることができ、ダイバーシティの効果を向上させることができる。また、１つのアンテナがアイソレーションの確保された共振周波数の異なる２つの給電ポートを有しているため、通常必要となるアンテナの本数を半減させることができ、コスト、設置スペースを削減することが可能となる。
【００１０】
本発明の請求項２に記載の発明は、３以上の放射板により構成した請求項１に記載のアンテナ装置であり、各給電ポート間のアイソレーション値を高く維持したまま放射板の数を増やすことが可能であり、効果的なダイバーシティアンテナを具現化することができる。
【００１１】
本発明の請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のアンテナ装置において、長軸および短軸の長さが電気長で概ね１／２波長である楕円形状の放射板により構成したアンテナ装置であり、１つの放射板がアイソレーションの確保された共振周波数の異なる２つの給電ポートを有するため、従来必要であったアンテナの数を約半分に低減することが可能となる。
【００１２】
本発明の請求項４に記載の発明は、請求項１に記載のアンテナ装置において、長軸および短軸の長さが電気長で概ね１／２波長である長方形状の放射板により構成した請求項１に記載のアンテナ装置であり、放射板形状が各給電ポートと放射板の中点を結ぶ直線に対して線対称であることより、略楕円形状の放射板の場合と同様の効果を得ることができる。
【００１３】
本発明の請求項５に記載の発明は、請求項１に記載のアンテナ装置において、隣合う放射板の長辺または長軸が互いに直交するように構成したアンテナ装置であり、隣合う放射板において、共振周波数が同一である各々の給電ポートに給電した場合の放射パターンを直交させて最大放射利得の方向を直交させることが可能であり、ポート間アイソレーション値を大きな値で維持することができることよりポート間の相関係数を低減でき、ゆえに効果的なダイバーシティアンテナを具現化できる。
【００１４】
本発明の請求項６に記載の発明は、請求項１に記載のアンテナ装置において、給電ポートと放射板の中点を結ぶ直線上において、放射板の端部より電気長で概ね１／８波長の位置でグランド板と放射板の間の間隔が広くなる形状を有する放射板により構成したアンテナ装置であり、放射板とグランド板を共振器として考えた時に、放射板とグランド板の間隔をその途中において変更することにより共振器構造をＳＩＲ構造（Ｓｔｅｐｐｅｄ Ｉｍｐｅｄａｎｃｅ Ｒｅｓｏｎａｔｏｒ）とすることができ、共振器長を短くすることが可能となるため、結果として、放射板の小型化を図ることが可能となり、省スペースで空間ダイバーシティアンテナを具現化することが可能となる。
【００１５】
本発明の請求項７に記載の発明は、請求項１に記載のアンテナ装置において、給電ポートと放射板の中点を結ぶ直線上において、放射板の端部より電気長で概ね１／８波長の位置でグランド板と放射板の間の基材の比透磁率を比誘電率で割った値が大きくなるように構成したアンテナ装置であり、放射板とグランド板を共振器として考えた時に、共振器の特性インピーダンスはグランド板と放射板の間の基材の比透磁率を比誘電率で割った値に比例することより、放射板とグランド板の間の基材の比透磁率と比誘電率を部分的に変更することにより、共振器構造をＳＩＲ構造（Ｓｔｅｐｐｅｄ Ｉｍｐｅｄａｎｃｅ Ｒｅｓｏｎａｔｏｒ）とすることができ、共振器長を短くすることが可能となるため、結果として、放射板の小型化を図ることが可能となり、省スペースで空間ダイバーシティアンテナを具現化することが可能となる。
【００１６】
本発明の請求項８に記載の発明は、請求項１に記載のアンテナ装置において、給電ポートと放射板の中点を結ぶ直線Ａに対して線対称となる４つのスリットを放射板に設け、直線Ａ上において、放射板の端部より電気長で概ね１／８波長の点で直線Ａと直交する直線Ｂと前記各スリットの２辺が接するように構成したアンテナ装置であり、各給電ポートと放射板の中点を結ぶ各直線に沿った線路幅が放射板の端部から１／８波長の点で大きく変化する構成となる。このような構成を取ることにより、放射板の端部から１／８波長の領域の線路幅はそれ以外の領域と比較して広く設計することができるため、グランド板と放射板の間の容量値を大きくすることができることよりその領域の特性インピーダンスを低く設定でき、一方、放射板の端部から１／８波長の領域以外の線路幅は狭くなるため、グランド板と放射板の間の容量値は小さくなり、インダクタンス値は大きくなるため、特性インピーダンスを大きく設定できる。つまり、放射板の端部から１／８波長の点で特性インピーダンスを大きく変化させることができるため、ＳＩＲ構造の共振器の原理に基づき放射板を小型化することが可能となる。
【００１７】
本発明の請求項９に記載の発明は、請求項１に記載のアンテナ装置において、隣合う放射板の間の任意直線が山頂部となるように折り曲げられたグランド板を用いたアンテナ装置であり、グランド板に対し放射板が存在する方向と逆方向の放射利得が一般的に小さくなることを考慮し、本発明のグランド板の構造を採用することにより隣合う放射板を相互に放射利得の小さい領域に配置することができ、結果として、給電ポート間のアイソレーション値を大きくすることができ、ダイバーシティの効果を向上させることが可能となる。
【００１８】
本発明の請求項１０に記載の発明は、請求項１に記載のアンテナ装置において、第１の給電ポートおよび第３の給電ポートが第１のシステムの高周波回路と接続され、第２の給電ポートおよび第４の給電ポートが第２のシステムの高周波回路と接続されたアンテナ装置であり、２つのシステムのダイバーシティアンテナを一体化することが可能となり、結果、小型化を図ることが可能となる。例えば、ＢｌｕｅｔｏｏｔｈとＷ−ＬＡＮを同時に使用する端末機器用ダイバーシティアンテナとして使用することができる。
【００１９】
本発明の請求項１１に記載の発明は、請求項１に記載のアンテナ装置において、第１の給電ポートおよび第３の給電ポートが受信回路と接続され、第２の給電ポートおよび第４の給電ポートが送信回路と接続されたアンテナ装置であり、アイソレーションの確保された２つのポートを送信、受信用端子として使用することにより、共用器の機能をアンテナ装置に持たせて一体化を図ることが可能であり、従来、ダイバーシティアンテナを構成する各アンテナ直下に必要であった共用器を削減することができるため、コスト削減、省スペース化の効果を有するダイバーシティアンテナを具現化できる。
【００２０】
本発明の請求項１２に記載の発明は、請求項１に記載のアンテナ装置において、給電ポートがギャップを介して放射板と接続されたアンテナ装置であり、ギャップの間隔および幅を調整することによりインピーダンス整合を取ることが可能であるため、整合回路を用いることなく良好な放射特性を実現することができる。
【００２１】
（実施の形態１）
図１（ａ）および図１（ｂ）は、本発明の実施の形態１によるアンテナ装置であり、グランド板１に対向して配設された一辺が電気長で略半波長の長方形状の第１の放射板２の周辺部に第１の給電ポート４と第２の給電ポート５が設けられ、第１の給電ポート４の位置と第１の中点８を結んだ第１の直線１０と第２の給電ポート５と第１の中点８を結んだ第２の直線１１が第１の中点８で９０度の角度で交差する関係にある。同様に、第１の放射板２に近接し、グランド板１と対向して配設された第２の放射板３についても、第１の放射板２の場合と同じ関係でその周囲に第３の給電ポート６および第４の給電ポート７が設けられる。第１の直線１０を延長した場合、第３の直線１２と９０度の角度を持って交差し、一直線上に存在しないように第１の放射板２と第２の放射板３が配設される。
【００２２】
図１（ｃ）に第１の放射板２に給電した場合のグランド板１に対し上方の放射パターンを示す。（ｉ）は第１の給電ポート４にのみ給電した場合の垂直偏波の放射パターンである。第１の給電ポート４に給電したとき、第１の直線１０の方向に共振電流のベクトルが発生し、遠方においては、このベクトルと平行な成分の電界が放射される。よって、ＸＺ面においてのみ垂直偏波の電磁波が放射され、ＹＺ面には垂直偏波の電磁波が放射されない。ゆえに、Ｘ軸方向に共振周波数を同じくする第２の放射板３を配置する場合に、第２の放射板３の最大利得方向がＸ軸方向を向いていた場合、第１の放射板２と第２の放射板３の電磁結合が大きくなり、ダイバーシティアンテナとしての良好な効果が得られなくなる。
【００２３】
（ｉｉ）は第２の給電ポート５にのみ給電した場合の垂直偏波の放射パターンであるが、（ｉ）の場合と同様の原理によりＹＺ面においてのみ垂直偏波の電磁波が放射され、ＸＺ面には垂直偏波の電磁波が放射されない。ゆえに、Ｙ軸方向に第２の放射板３を配置する場合は、共振周波数を同じくする第２の放射板３の最大利得方向がＹ軸方向を向かないように設計する必要がある。
【００２４】
以上のことを考慮し、共振周波数を同じくする第１の給電ポート４および第３の給電ポート６に給電した場合の最大利得方向を直交させて、両給電ポート間のアイソレーションを確保することにより、各給電ポート間の相関係数を低減することができ、効果的なダイバーシティアンテナを具現化することができる。
【００２５】
本アンテナ装置の使用例としては、第１の放射板２の第１の給電ポート４と第２の放射板３の第３の給電ポート６をＧＳＭシステム用として使用し、第１の放射板２の第２の給電ポート５と第２の放射板３の第４の給電ポート７をＤＣＳシステム用として使用することにより、２つのシステムに対応した偏波ダイバーシティと空間ダイバーシティの複合されたダイバーシティアンテナとして使用でき、また、第１の給電ポート４と第２の給電ポート５をＧＳＭシステムの送信用として使用し、第３の給電ポート６と第４の給電ポート７をＧＳＭシステムの受信用として使用することにより、１つのシステムに対応した偏波ダイバーシティと空間ダイバーシティが複合されたダイバーシティアンテナとして使用できる。
【００２６】
尚、本図１においては、第１の放射板２および第２の放射板３とグランド板１との間は空気により構成されているが、誘電体または磁性体またはそれらの複合材料により構成したとしても問題無い。
【００２７】
（実施の形態２）
図２は本発明の第２の実施の形態によるアンテナ装置であり、実施の形態１における放射板２，３の形状を長方形状から楕円形状へ置き換えたものである。円形状も正四角形状も各給電ポート４〜７と放射板２，３の中点を結ぶ直線に対して対称的な形状であるため、どちらも同様な特性を有する。なお、各給電ポート４〜７と放射板２，３の中点を結ぶ直線に対して対称的となるように放射板２，３の周辺部にスリットを設けて放射板の小型化を図っても、実施の形態１に示したアンテナ装置と同様な効果を有することは言うまでもない。
【００２８】
（実施の形態３）
図３は本発明の第３の実施の形態によるアンテナ装置であり、概ね正方形状の第１の放射板２の中央に第１のスリット１４を設けるとともに第２の放射板３の中央に第２のスリット１５を設けることにより、第１の給電ポート４に給電したときの共振電流の流れる方向である第１の直線１０が第１のスリット１４により邪魔され、第１のスリット１４の脇を回り道しながら共振電流が流れることとなるため、第２の給電ポート５の共振周波数に比べて第１の給電ポート４の共振周波数は低くなる。このため、放射板２，３の外形は正方形状であるが、実施の形態１と同様の効果を得ることが可能となる。
【００２９】
（実施の形態４）
図４は第４の実施の形態によるアンテナ装置であり、概ね正方形状の第１、第２の放射板２，３の中点に対して対称となる放射板の２つの角をともに削除することで、第１の直線１０と第２の直線１１および第３の直線１２と第４の直線１３の電気長を異ならせることができるため、実施の形態１と同様の効果を得ることが可能となる。
【００３０】
（実施の形態５）
図５（ａ）と図５（ｂ）は本発明の第５の実施の形態によるアンテナ装置であり、同図５において、各給電ポート位置と放射板の中点を結ぶ直線において、放射板の端部から電気長で概ね１／８波長の領域におけるグランド板１から放射板２，３までの間隔がそれ以外の放射板上の領域におけるグランド板１から放射板２，３までの間隔より狭くなるように第１の放射板２および第２の放射板３の形状を凸形状としたものである。このような構造とすることにより、ＳＩＲ構造の共振器の原理より放射板２，３の小型化を図ることが可能となり、省スペースで空間ダイバーシティアンテナを具現化することが可能となる。
【００３１】
なお、本実施の形態５においては放射板２，３を凸構造としたが、グランド板１を凹形状としても同様の効果が得られることは言うまでもない。また、本図５においては、第１の放射板２および第２の放射板３とグランド板１との間は空気により構成されているが、誘電体または磁性体またはそれらの複合材料により構成したとしても問題ない。
【００３２】
（実施の形態６）
図６（ａ）および図６（ｂ）は本発明の第６の実施の形態によるアンテナ装置であり、図６（ａ）において、各給電ポート４，５と第１の放射板２の中点を結ぶ直線上において、第１の放射板２の端部より電気長で略１／８波長までを第１の基体１６で、それ以外の領域を第２の基体１７で構成し、第１の基体１６および第２の基体１７の上面に第１の放射板２を設け、第１の基体１６および第２の基体１７の下面にグランドパターンを設け、第１の基体１６の側面に第１の給電ポート４と第２の給電ポート５を設けた構成となっている。ここで留意すべき点は、第１の基体１６の比透磁率を比誘電率で割った値は第２の基体１７の当該値より小さくなるように材料を選定する必要がある点である。このような関係にある第１の基体１６および第２の基体１７によりアンテナ装置を構成すると、ＳＩＲ構造の共振器の原理より放射板の小型化を図ることが可能となる。
【００３３】
図６（ｂ）に図６（ａ）に図示したアンテナを用いたダイバーシティアンテナの実施の形態を示す。グランド板１上に図６（ａ）に示したアンテナを実施の形態２において示した位置間系を満足するように実装し、高周波回路１８から各給電ポートへの給電は実装基板１９の裏面のストリップ線路およびスルーホールを介して行われる。
【００３４】
（実施の形態７）
図７（ａ）および図７（ｂ）は本発明の第７の実施の形態によるアンテナ装置であり、図７（ａ）において、第１の給電ポート４および第２の給電ポート５と第１の中点８を結ぶ第１の直線１０と第２の直線１１に対して線対称となる４つの方形状スリット２０を第１の放射板２に設け、第１の直線１０および第２の直線１１において第１の放射板２の端部から電気長で略１／８波長の位置で前記各直線と直交する第５の直線２２と４つの方形状スリット２０の２辺が接する構成となっている。第１の直線１０および第２の直線１１に沿った線路幅が放射板２の端部から１／８波長の点で大きく変化することより、ＳＩＲ構造の共振器の原理に基づき放射板を小型化することが可能となる。
【００３５】
図７（ｂ）は図７（ａ）の給電ポート位置を放射板２の正方形の角部から端辺中央部へ変更した場合の放射板の形状を示している。なお、図７においては正四角形状の放射板２において説明を行ったが、円形状の放射板においても同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００３６】
（実施の形態８）
図８（ａ）および図８（ｂ）は本発明の第８の実施の形態によるアンテナ装置であり、図８（ａ）は実施の形態１に示した第１の直線１０、第２の直線１１、第３の直線１２、第４の直線１３の位置関係を隣合う放射板２，３において維持したまま、放射板の数を２個から４個に増やしたものを示す。なお、同様の位置関係を維持することにより放射板の数を５個以上使用したダイバーシティアンテナを実現できることは言うまでもない。また、図８（ｂ）は図８（ａ）の放射板の形状を長方形状から楕円形状へ変更したものであるが、図８（ａ）と同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００３７】
（実施の形態９）
図９は本発明の第９の実施の形態によるアンテナ装置であり、本実施の形態９は、第１の放射板２と第２の放射板３の間のグランド屈折部２２によりグランド板１が屈折された構造となっている。第１の放射板２の−Ｚ方向への放射利得は小さいことより、第１の放射板２に対向するグランド板１の水平面に対して−Ｚ方向へ第２の放射板３が配設される本実施の形態９によれば、各ポート間のアイソレーションを更に大きくすることが可能となり、結果として、ダイバーシティアンテナの効果を向上させることが可能となる。本実施の形態９では、長方形状の放射板２，３の場合について図で示したが、放射板が楕円形状の場合についても同様のことが言える。
【００３８】
（実施の形態１０）
図１０（ａ）および図１０（ｂ）は本発明の第１０の実施の形態によるアンテナ装置であり、図１０（ａ）は実施の形態６の図６（ａ）に示したアンテナ装置の第１の給電ポート４および第２の給電ポート５と第１の放射板２の間にそれぞれ第１のギャップ２３および第２のギャップ２４を設けたものである。第１のギャップ２３および第２のギャップ２４のギャップ幅を調整することにより第１の給電ポート４および第２の給電ポート５のインピーダンス整合を取ることが可能であり、整合回路が不要となることからコスト削減、小型化、高利得化を実現できる。また、図１０（ｂ）に示すように、第１のギャップ２３および第２のギャップ２４の横幅を広げて、ギャップにより発生する容量値を増やし、インピーダンス調整範囲を広げることもできる。
【００３９】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、アイソレーションの確保された２つの給電ポートを有する複数のアンテナを効果的に配置することにより、小型でダイバーシティの効果の大きいアンテナ装置を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）本発明の第１の実施の形態によるアンテナ装置の斜視図
（ｂ）本発明の第１の実施の形態によるアンテナ装置の上面図
（ｃ）本発明の第１の実施の形態によるアンテナ装置の放射特性図
【図２】本発明の第２の実施の形態によるアンテナ装置の上面図
【図３】本発明の第３の実施の形態によるアンテナ装置の上面図
【図４】本発明の第４の実施の形態によるアンテナ装置の上面図
【図５】（ａ）本発明の第５の実施の形態によるアンテナ装置の斜視図
（ｂ）本発明の第５の実施の形態によるアンテナ装置の断面図
【図６】（ａ）本発明の第６の実施の形態によるアンテナ装置の斜視図
（ｂ）本発明の第６の実施の形態によるアンテナ装置の斜視図
【図７】（ａ）本発明の第７の実施の形態によるアンテナ装置の上面図
（ｂ）本発明の第７の実施の形態によるアンテナ装置の上面図
【図８】（ａ）本発明の第８の実施の形態によるアンテナ装置の上面図
（ｂ）本発明の第８の実施の形態によるアンテナ装置の上面図
【図９】本発明の第９の実施の形態によるアンテナ装置の斜視図
【図１０】（ａ）本発明の第１０の実施の形態による第１のアンテナ装置の斜視図
（ｂ）本発明の第１０の実施の形態による第２のアンテナ装置の斜視図
【図１１】（ａ）第１の従来のアンテナ装置の斜視図
（ｂ）第２の従来のアンテナ装置の斜視図
【符号の説明】
１ グランド板
２ 第１の放射板
３ 第２の放射板
４ 第１の給電ポート
５ 第２の給電ポート
６ 第３の給電ポート
７ 第４の給電ポート
８ 第１の中点
９ 第２の中点
１０ 第１の直線
１１ 第２の直線
１２ 第３の直線
１３ 第４の直線
１４ 第１のスリット
１５ 第２のスリット
１６ 第１の基体
１７ 第２の基体
１８ 高周波回路
１９ 実装基板
２０ スリット
２１ 第５の直線
２２ 屈折部
２３ 第１のギャップ
２４ 第２のギャップ
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動体通信等に使用されるダイバーシティアンテナ等のアンテナ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば長距離無線伝送路では、一般的にフェージングの発生に伴い、場所、時間、偏波により受信レベルの大幅な変動が生じるため、ダイバーシティ技術を用いて受信レベルの変動の防止が図られている。図１１（ａ）と図１１（ｂ）に従来のダイバーシティアンテナを示す。図１１（ａ）は、４本のモノポールアンテナ１０１が一定間隔ごとにグランド板１００上に垂直に配置されている空間ダイバーシティアンテナを表している。各モノポールアンテナ１０１において受信される信号レベルを比較し、高い方を採用するものであり、受信場所等により生じる受信レベルの深い減衰を軽減することができる。空間ダイバーシティの効果を高くするためには、各アンテナ間距離を離して相関係数を下げる必要がある。
【０００３】
図１１（ｂ）は、第１のダイポールアンテナ１０２と第２のダイポールアンテナ１０３を直交配置させて、各アンテナの指向性を直交するようにした指向性ダイバーシティアンテナを示している。フェージングは偏波ごとに発生するため、例えば、同一の場所において、垂直偏波は全く受信されず、水平偏波は大きな受信電力を得られることもあり得る。このような場合に、指向性ダイバーシティアンテナを用いれば、受信電力の深い減衰を軽減することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１１（ａ）の空間ダイバーシティアンテナを移動体端末において実現する場合、各アンテナ間の一定距離を確保することは昨今の移動体端末の小型化の流れにおいては非常に困難である。また、小型携帯端末において、空間ダイバーシティを実現するために各アンテナを近接配置させた場合、図１１（ａ）の各モノポールアンテナ１０１の水平面上の指向性パターンが無指向特性であるため、任意到来波を各アンテナが共に同様に受信し、各アンテナの受信電圧が同一のものとなる可能性が高く、各モノポールアンテナ１０１間の相関係数が著しく劣化することもありうる。
【０００５】
また、図１１（ｂ）の指向性ダイバーシティアンテナをグランド上に平行に配置すると、帯域幅が狭くなると共にアンテナ利得が著しく劣化する。ゆえに、小型携帯端末のアンテナ内蔵化を実現する上で前提となるアンテナのグランド上の実装が困難となり、小型携帯端末においては指向性ダイバーシティを実現できない場合がある。また、そのアンテナが金属エレメントにより構成されることより、その形状保持が難しく、また破損しやすい構成でもある。
【０００６】
さらに、図１１（ａ）および図１１（ｂ）のダイバーシティアンテナともに１つの周波数のみに対応したものであり、今後、１つの携帯端末が複数システム（例えば、電話、テレビ、ラジオ、ＧＰＳ機能等）を有することが一般化されたとき、複数システムの複数周波数帯域に対応したダイバーシティアンテナを具現化するためにシステム数×ダイバーシティアンテナを構成するアンテナ数だけのアンテナが必要となり、アンテナのコスト、設置スペース等が大きくなってしまう。
【０００７】
これらの課題を克服するために、本発明は給電ポート間のアイソレーションが確保された２つの給電ポートを有する放射板を複数個用意し、その複数個の放射板の各給電ポート間のアイソレーションが大きくなるように配置することにより、空間ダイバーシティと指向性ダイバーシティを複合したアンテナ装置を実現するとともに、アンテナ装置に要するコストとスペースの低減を図ることができるものを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のアンテナ装置は、直径及び一辺が電気長で概ね１／２波長の第１の放射板および第２の放射板が任意の間隔にてグランド板上に配設され、第１の放射板の周辺部に第１の給電ポートと第２の給電ポートが設けられ、第１の放射板に設けられる第１の給電ポートと第１の放射板の中点を結ぶ第１の直線が第２の給電ポートと第１の放射板の中点とを結ぶ第２の直線に対して直交し、第２の放射板に設けられる第３の給電ポートと第２の放射板の中点を結ぶ第３の直線が第２の放射板に設けられる第４の給電ポートと第２の放射板の中点とを結ぶ第４の直線に対して直交するとともに、第１の直線の電気長と第３の直線の電気長および第２の直線の電気長と第４の直線の電気長が同じ長さであるとともに、第１の直線の電気長と第２の直線の電気長が異なる長さであり、第１の直線と第３の直線または第２の直線と第４の直線が同一線上に存在しないように第１の放射板と第２の放射板が配置される構成としたものであり、ダイバーシティの効果の優れた低コスト、省スペースのアンテナ装置とすることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、直径および一辺が電気長で概ね１／２波長の第１の放射板および第２の放射板が任意の間隔にてグランド板上に配置され、第１の放射板の周辺部に第１の給電ポートと第２の給電ポートが設けられ、第１の放射板に設けられる第１の給電ポートと第１の放射板の中点を結ぶ第１の直線が第２の給電ポートと第１の放射板の中点とを結ぶ第２の直線に対して直交し、第２の放射板に設けられる第３の給電ポートと第２放射板の中点を結ぶ第３の直線が第２の放射板に設けられる第４の給電ポートと第２の放射板の中点とを結ぶ第４の直線に対して直交するとともに、第１の直線の電気長と第３の直線の電気長および第２の直線の電気長と第４の直線の電気長が同じ長さであるとともに、第１の直線の電気長と第３の直線の電気長が異なる長さであり、第１の直線と第３の直線または第２の直線と第４の直線が同一線上に存在しないように構成したアンテナ装置であり、各給電ポートに給電したときの各々の放射パターンの最大利得方向が対面しないように第１の放射板および第２の放射板が配置されているため、各給電ポート間のアイソレーション値を高く設計することが可能であり、結果的に相関係数を低く抑えることができ、ダイバーシティの効果を向上させることができる。また、１つのアンテナがアイソレーションの確保された共振周波数の異なる２つの給電ポートを有しているため、通常必要となるアンテナの本数を半減させることができ、コスト、設置スペースを削減することが可能となる。
【００１０】
本発明の請求項２に記載の発明は、３以上の放射板により構成した請求項１に記載のアンテナ装置であり、各給電ポート間のアイソレーション値を高く維持したまま放射板の数を増やすことが可能であり、効果的なダイバーシティアンテナを具現化することができる。
【００１１】
本発明の請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のアンテナ装置において、長軸および短軸の長さが電気長で概ね１／２波長である楕円形状の放射板により構成したアンテナ装置であり、１つの放射板がアイソレーションの確保された共振周波数の異なる２つの給電ポートを有するため、従来必要であったアンテナの数を約半分に低減することが可能となる。
【００１２】
本発明の請求項４に記載の発明は、請求項１に記載のアンテナ装置において、長軸および短軸の長さが電気長で概ね１／２波長である長方形状の放射板により構成した請求項１に記載のアンテナ装置であり、放射板形状が各給電ポートと放射板の中点を結ぶ直線に対して線対称であることより、略楕円形状の放射板の場合と同様の効果を得ることができる。
【００１３】
本発明の請求項５に記載の発明は、請求項１に記載のアンテナ装置において、隣合う放射板の長辺または長軸が互いに直交するように構成したアンテナ装置であり、隣合う放射板において、共振周波数が同一である各々の給電ポートに給電した場合の放射パターンを直交させて最大放射利得の方向を直交させることが可能であり、ポート間アイソレーション値を大きな値で維持することができることよりポート間の相関係数を低減でき、ゆえに効果的なダイバーシティアンテナを具現化できる。
【００１４】
本発明の請求項６に記載の発明は、請求項１に記載のアンテナ装置において、給電ポートと放射板の中点を結ぶ直線上において、放射板の端部より電気長で概ね１／８波長の位置でグランド板と放射板の間の間隔が広くなる形状を有する放射板により構成したアンテナ装置であり、放射板とグランド板を共振器として考えた時に、放射板とグランド板の間隔をその途中において変更することにより共振器構造をＳＩＲ構造（Ｓｔｅｐｐｅｄ Ｉｍｐｅｄａｎｃｅ Ｒｅｓｏｎａｔｏｒ）とすることができ、共振器長を短くすることが可能となるため、結果として、放射板の小型化を図ることが可能となり、省スペースで空間ダイバーシティアンテナを具現化することが可能となる。
【００１５】
本発明の請求項７に記載の発明は、請求項１に記載のアンテナ装置において、給電ポートと放射板の中点を結ぶ直線上において、放射板の端部より電気長で概ね１／８波長の位置でグランド板と放射板の間の基材の比透磁率を比誘電率で割った値が大きくなるように構成したアンテナ装置であり、放射板とグランド板を共振器として考えた時に、共振器の特性インピーダンスはグランド板と放射板の間の基材の比透磁率を比誘電率で割った値に比例することより、放射板とグランド板の間の基材の比透磁率と比誘電率を部分的に変更することにより、共振器構造をＳＩＲ構造（Ｓｔｅｐｐｅｄ Ｉｍｐｅｄａｎｃｅ Ｒｅｓｏｎａｔｏｒ）とすることができ、共振器長を短くすることが可能となるため、結果として、放射板の小型化を図ることが可能となり、省スペースで空間ダイバーシティアンテナを具現化することが可能となる。
【００１６】
本発明の請求項８に記載の発明は、請求項１に記載のアンテナ装置において、給電ポートと放射板の中点を結ぶ直線Ａに対して線対称となる４つのスリットを放射板に設け、直線Ａ上において、放射板の端部より電気長で概ね１／８波長の点で直線Ａと直交する直線Ｂと前記各スリットの２辺が接するように構成したアンテナ装置であり、各給電ポートと放射板の中点を結ぶ各直線に沿った線路幅が放射板の端部から１／８波長の点で大きく変化する構成となる。このような構成を取ることにより、放射板の端部から１／８波長の領域の線路幅はそれ以外の領域と比較して広く設計することができるため、グランド板と放射板の間の容量値を大きくすることができることよりその領域の特性インピーダンスを低く設定でき、一方、放射板の端部から１／８波長の領域以外の線路幅は狭くなるため、グランド板と放射板の間の容量値は小さくなり、インダクタンス値は大きくなるため、特性インピーダンスを大きく設定できる。つまり、放射板の端部から１／８波長の点で特性インピーダンスを大きく変化させることができるため、ＳＩＲ構造の共振器の原理に基づき放射板を小型化することが可能となる。
【００１７】
本発明の請求項９に記載の発明は、請求項１に記載のアンテナ装置において、隣合う放射板の間の任意直線が山頂部となるように折り曲げられたグランド板を用いたアンテナ装置であり、グランド板に対し放射板が存在する方向と逆方向の放射利得が一般的に小さくなることを考慮し、本発明のグランド板の構造を採用することにより隣合う放射板を相互に放射利得の小さい領域に配置することができ、結果として、給電ポート間のアイソレーション値を大きくすることができ、ダイバーシティの効果を向上させることが可能となる。
【００１８】
本発明の請求項１０に記載の発明は、請求項１に記載のアンテナ装置において、第１の給電ポートおよび第３の給電ポートが第１のシステムの高周波回路と接続され、第２の給電ポートおよび第４の給電ポートが第２のシステムの高周波回路と接続されたアンテナ装置であり、２つのシステムのダイバーシティアンテナを一体化することが可能となり、結果、小型化を図ることが可能となる。例えば、ＢｌｕｅｔｏｏｔｈとＷ−ＬＡＮを同時に使用する端末機器用ダイバーシティアンテナとして使用することができる。
【００１９】
本発明の請求項１１に記載の発明は、請求項１に記載のアンテナ装置において、第１の給電ポートおよび第３の給電ポートが受信回路と接続され、第２の給電ポートおよび第４の給電ポートが送信回路と接続されたアンテナ装置であり、アイソレーションの確保された２つのポートを送信、受信用端子として使用することにより、共用器の機能をアンテナ装置に持たせて一体化を図ることが可能であり、従来、ダイバーシティアンテナを構成する各アンテナ直下に必要であった共用器を削減することができるため、コスト削減、省スペース化の効果を有するダイバーシティアンテナを具現化できる。
【００２０】
本発明の請求項１２に記載の発明は、請求項１に記載のアンテナ装置において、給電ポートがギャップを介して放射板と接続されたアンテナ装置であり、ギャップの間隔および幅を調整することによりインピーダンス整合を取ることが可能であるため、整合回路を用いることなく良好な放射特性を実現することができる。
【００２１】
（実施の形態１）
図１（ａ）および図１（ｂ）は、本発明の実施の形態１によるアンテナ装置であり、グランド板１に対向して配設された一辺が電気長で略半波長の長方形状の第１の放射板２の周辺部に第１の給電ポート４と第２の給電ポート５が設けられ、第１の給電ポート４の位置と第１の中点８を結んだ第１の直線１０と第２の給電ポート５と第１の中点８を結んだ第２の直線１１が第１の中点８で９０度の角度で交差する関係にある。同様に、第１の放射板２に近接し、グランド板１と対向して配設された第２の放射板３についても、第１の放射板２の場合と同じ関係でその周囲に第３の給電ポート６および第４の給電ポート７が設けられる。第１の直線１０を延長した場合、第３の直線１２と９０度の角度を持って交差し、一直線上に存在しないように第１の放射板２と第２の放射板３が配設される。
【００２２】
図１（ｃ）に第１の放射板２に給電した場合のグランド板１に対し上方の放射パターンを示す。（ｉ）は第１の給電ポート４にのみ給電した場合の垂直偏波の放射パターンである。第１の給電ポート４に給電したとき、第１の直線１０の方向に共振電流のベクトルが発生し、遠方においては、このベクトルと平行な成分の電界が放射される。よって、ＸＺ面においてのみ垂直偏波の電磁波が放射され、ＹＺ面には垂直偏波の電磁波が放射されない。ゆえに、Ｘ軸方向に共振周波数を同じくする第２の放射板３を配置する場合に、第２の放射板３の最大利得方向がＸ軸方向を向いていた場合、第１の放射板２と第２の放射板３の電磁結合が大きくなり、ダイバーシティアンテナとしての良好な効果が得られなくなる。
【００２３】
（ｉｉ）は第２の給電ポート５にのみ給電した場合の垂直偏波の放射パターンであるが、（ｉ）の場合と同様の原理によりＹＺ面においてのみ垂直偏波の電磁波が放射され、ＸＺ面には垂直偏波の電磁波が放射されない。ゆえに、Ｙ軸方向に第２の放射板３を配置する場合は、共振周波数を同じくする第２の放射板３の最大利得方向がＹ軸方向を向かないように設計する必要がある。
【００２４】
以上のことを考慮し、共振周波数を同じくする第１の給電ポート４および第３の給電ポート６に給電した場合の最大利得方向を直交させて、両給電ポート間のアイソレーションを確保することにより、各給電ポート間の相関係数を低減することができ、効果的なダイバーシティアンテナを具現化することができる。
【００２５】
本アンテナ装置の使用例としては、第１の放射板２の第１の給電ポート４と第２の放射板３の第３の給電ポート６をＧＳＭシステム用として使用し、第１の放射板２の第２の給電ポート５と第２の放射板３の第４の給電ポート７をＤＣＳシステム用として使用することにより、２つのシステムに対応した偏波ダイバーシティと空間ダイバーシティの複合されたダイバーシティアンテナとして使用でき、また、第１の給電ポート４と第２の給電ポート５をＧＳＭシステムの送信用として使用し、第３の給電ポート６と第４の給電ポート７をＧＳＭシステムの受信用として使用することにより、１つのシステムに対応した偏波ダイバーシティと空間ダイバーシティが複合されたダイバーシティアンテナとして使用できる。
【００２６】
尚、本図１においては、第１の放射板２および第２の放射板３とグランド板１との間は空気により構成されているが、誘電体または磁性体またはそれらの複合材料により構成したとしても問題無い。
【００２７】
（実施の形態２）
図２は本発明の第２の実施の形態によるアンテナ装置であり、実施の形態１における放射板２，３の形状を長方形状から楕円形状へ置き換えたものである。円形状も正四角形状も各給電ポート４〜７と放射板２，３の中点を結ぶ直線に対して対称的な形状であるため、どちらも同様な特性を有する。なお、各給電ポート４〜７と放射板２，３の中点を結ぶ直線に対して対称的となるように放射板２，３の周辺部にスリットを設けて放射板の小型化を図っても、実施の形態１に示したアンテナ装置と同様な効果を有することは言うまでもない。
【００２８】
（実施の形態３）
図３は本発明の第３の実施の形態によるアンテナ装置であり、概ね正方形状の第１の放射板２の中央に第１のスリット１４を設けるとともに第２の放射板３の中央に第２のスリット１５を設けることにより、第１の給電ポート４に給電したときの共振電流の流れる方向である第１の直線１０が第１のスリット１４により邪魔され、第１のスリット１４の脇を回り道しながら共振電流が流れることとなるため、第２の給電ポート５の共振周波数に比べて第１の給電ポート４の共振周波数は低くなる。このため、放射板２，３の外形は正方形状であるが、実施の形態１と同様の効果を得ることが可能となる。
【００２９】
（実施の形態４）
図４は第４の実施の形態によるアンテナ装置であり、概ね正方形状の第１、第２の放射板２，３の中点に対して対称となる放射板の２つの角をともに削除することで、第１の直線１０と第２の直線１１および第３の直線１２と第４の直線１３の電気長を異ならせることができるため、実施の形態１と同様の効果を得ることが可能となる。
【００３０】
（実施の形態５）
図５（ａ）と図５（ｂ）は本発明の第５の実施の形態によるアンテナ装置であり、同図５において、各給電ポート位置と放射板の中点を結ぶ直線において、放射板の端部から電気長で概ね１／８波長の領域におけるグランド板１から放射板２，３までの間隔がそれ以外の放射板上の領域におけるグランド板１から放射板２，３までの間隔より狭くなるように第１の放射板２および第２の放射板３の形状を凸形状としたものである。このような構造とすることにより、ＳＩＲ構造の共振器の原理より放射板２，３の小型化を図ることが可能となり、省スペースで空間ダイバーシティアンテナを具現化することが可能となる。
【００３１】
なお、本実施の形態５においては放射板２，３を凸構造としたが、グランド板１を凹形状としても同様の効果が得られることは言うまでもない。また、本図５においては、第１の放射板２および第２の放射板３とグランド板１との間は空気により構成されているが、誘電体または磁性体またはそれらの複合材料により構成したとしても問題ない。
【００３２】
（実施の形態６）
図６（ａ）および図６（ｂ）は本発明の第６の実施の形態によるアンテナ装置であり、図６（ａ）において、各給電ポート４，５と第１の放射板２の中点を結ぶ直線上において、第１の放射板２の端部より電気長で略１／８波長までを第１の基体１６で、それ以外の領域を第２の基体１７で構成し、第１の基体１６および第２の基体１７の上面に第１の放射板２を設け、第１の基体１６および第２の基体１７の下面にグランドパターンを設け、第１の基体１６の側面に第１の給電ポート４と第２の給電ポート５を設けた構成となっている。ここで留意すべき点は、第１の基体１６の比透磁率を比誘電率で割った値は第２の基体１７の当該値より小さくなるように材料を選定する必要がある点である。このような関係にある第１の基体１６および第２の基体１７によりアンテナ装置を構成すると、ＳＩＲ構造の共振器の原理より放射板の小型化を図ることが可能となる。
【００３３】
図６（ｂ）に図６（ａ）に図示したアンテナを用いたダイバーシティアンテナの実施の形態を示す。グランド板１上に図６（ａ）に示したアンテナを実施の形態２において示した位置間系を満足するように実装し、高周波回路１８から各給電ポートへの給電は実装基板１９の裏面のストリップ線路およびスルーホールを介して行われる。
【００３４】
（実施の形態７）
図７（ａ）および図７（ｂ）は本発明の第７の実施の形態によるアンテナ装置であり、図７（ａ）において、第１の給電ポート４および第２の給電ポート５と第１の中点８を結ぶ第１の直線１０と第２の直線１１に対して線対称となる４つの方形状スリット２０を第１の放射板２に設け、第１の直線１０および第２の直線１１において第１の放射板２の端部から電気長で略１／８波長の位置で前記各直線と直交する第５の直線２２と４つの方形状スリット２０の２辺が接する構成となっている。第１の直線１０および第２の直線１１に沿った線路幅が放射板２の端部から１／８波長の点で大きく変化することより、ＳＩＲ構造の共振器の原理に基づき放射板を小型化することが可能となる。
【００３５】
図７（ｂ）は図７（ａ）の給電ポート位置を放射板２の正方形の角部から端辺中央部へ変更した場合の放射板の形状を示している。なお、図７においては正四角形状の放射板２において説明を行ったが、円形状の放射板においても同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００３６】
（実施の形態８）
図８（ａ）および図８（ｂ）は本発明の第８の実施の形態によるアンテナ装置であり、図８（ａ）は実施の形態１に示した第１の直線１０、第２の直線１１、第３の直線１２、第４の直線１３の位置関係を隣合う放射板２，３において維持したまま、放射板の数を２個から４個に増やしたものを示す。なお、同様の位置関係を維持することにより放射板の数を５個以上使用したダイバーシティアンテナを実現できることは言うまでもない。また、図８（ｂ）は図８（ａ）の放射板の形状を長方形状から楕円形状へ変更したものであるが、図８（ａ）と同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００３７】
（実施の形態９）
図９は本発明の第９の実施の形態によるアンテナ装置であり、本実施の形態９は、第１の放射板２と第２の放射板３の間のグランド屈折部２２によりグランド板１が屈折された構造となっている。第１の放射板２の−Ｚ方向への放射利得は小さいことより、第１の放射板２に対向するグランド板１の水平面に対して−Ｚ方向へ第２の放射板３が配設される本実施の形態９によれば、各ポート間のアイソレーションを更に大きくすることが可能となり、結果として、ダイバーシティアンテナの効果を向上させることが可能となる。本実施の形態９では、長方形状の放射板２，３の場合について図で示したが、放射板が楕円形状の場合についても同様のことが言える。
【００３８】
（実施の形態１０）
図１０（ａ）および図１０（ｂ）は本発明の第１０の実施の形態によるアンテナ装置であり、図１０（ａ）は実施の形態６の図６（ａ）に示したアンテナ装置の第１の給電ポート４および第２の給電ポート５と第１の放射板２の間にそれぞれ第１のギャップ２３および第２のギャップ２４を設けたものである。第１のギャップ２３および第２のギャップ２４のギャップ幅を調整することにより第１の給電ポート４および第２の給電ポート５のインピーダンス整合を取ることが可能であり、整合回路が不要となることからコスト削減、小型化、高利得化を実現できる。また、図１０（ｂ）に示すように、第１のギャップ２３および第２のギャップ２４の横幅を広げて、ギャップにより発生する容量値を増やし、インピーダンス調整範囲を広げることもできる。
【００３９】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、アイソレーションの確保された２つの給電ポートを有する複数のアンテナを効果的に配置することにより、小型でダイバーシティの効果の大きいアンテナ装置を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）本発明の第１の実施の形態によるアンテナ装置の斜視図
（ｂ）本発明の第１の実施の形態によるアンテナ装置の上面図
（ｃ）本発明の第１の実施の形態によるアンテナ装置の放射特性図
【図２】本発明の第２の実施の形態によるアンテナ装置の上面図
【図３】本発明の第３の実施の形態によるアンテナ装置の上面図
【図４】本発明の第４の実施の形態によるアンテナ装置の上面図
【図５】（ａ）本発明の第５の実施の形態によるアンテナ装置の斜視図
（ｂ）本発明の第５の実施の形態によるアンテナ装置の断面図
【図６】（ａ）本発明の第６の実施の形態によるアンテナ装置の斜視図
（ｂ）本発明の第６の実施の形態によるアンテナ装置の斜視図
【図７】（ａ）本発明の第７の実施の形態によるアンテナ装置の上面図
（ｂ）本発明の第７の実施の形態によるアンテナ装置の上面図
【図８】（ａ）本発明の第８の実施の形態によるアンテナ装置の上面図
（ｂ）本発明の第８の実施の形態によるアンテナ装置の上面図
【図９】本発明の第９の実施の形態によるアンテナ装置の斜視図
【図１０】（ａ）本発明の第１０の実施の形態による第１のアンテナ装置の斜視図
（ｂ）本発明の第１０の実施の形態による第２のアンテナ装置の斜視図
【図１１】（ａ）第１の従来のアンテナ装置の斜視図
（ｂ）第２の従来のアンテナ装置の斜視図
【符号の説明】
１ グランド板
２ 第１の放射板
３ 第２の放射板
４ 第１の給電ポート
５ 第２の給電ポート
６ 第３の給電ポート
７ 第４の給電ポート
８ 第１の中点
９ 第２の中点
１０ 第１の直線
１１ 第２の直線
１２ 第３の直線
１３ 第４の直線
１４ 第１のスリット
１５ 第２のスリット
１６ 第１の基体
１７ 第２の基体
１８ 高周波回路
１９ 実装基板
２０ スリット
２１ 第５の直線
２２ 屈折部
２３ 第１のギャップ
２４ 第２のギャップ
Claims (12)
- 直径および一辺が電気長で概ね１／２波長の第１の放射板および第２の放射板が任意の間隔にてグランド板上に配置され、第１の放射板の周辺部に第１の給電ポートと第２の給電ポートが設けられ、第１の放射板に設けられる第１の給電ポートと第１の放射板の中点を結ぶ第１の直線が第２の給電ポートと第１の放射板の中点とを結ぶ第２の直線に対して直交し、第２の放射板に設けられる第３の給電ポートと第２の放射板の中点を結ぶ第３の直線が第２の放射板に設けられる第４の給電ポートと第２の放射板の中点とを結ぶ第４の直線に対して直交するとともに、第１の直線の電気長と第３の直線の電気長および第２の直線の電気長と第４の直線の電気長が同じ長さであるとともに、第１の直線の電気長と第２の直線の電気長が異なる長さであり、第１の直線と第３の直線または第２の直線と第４の直線が同一線上に存在しないように構成したアンテナ装置。
- ３以上の放射板により構成した請求項１に記載のアンテナ装置。
- 長軸および短軸の長さが電気長で概ね１／２波長である楕円形状の放射板により構成した請求項１に記載のアンテナ装置。
- 長軸および短軸の長さが電気長で概ね１／２波長である長方形状の放射板により構成した請求項１に記載のアンテナ装置。
- 隣合う放射板の長辺または長軸が互いに直交するように構成した請求項１に記載のアンテナ装置。
- 給電ポートと放射板の中点を結ぶ直線上において、放射板の端部より電気長で概ね１／８波長の位置でグランド板と放射板の間の間隔が広くなる形状を有する放射板により構成した請求項１に記載のアンテナ装置。
- 給電ポートと放射板の中点を結ぶ直線上において、放射板の端部より電気長で概ね１／８波長の位置でグランド板と放射板の間の基材の比透磁率を比誘電率で割った値が大きくなるように構成した請求項１に記載のアンテナ装置。
- 給電ポートと放射板の中点を結ぶ直線Ａに対して線対称となる４つのスリットを放射板に設け、直線Ａ上において放射板の端部より電気長で概ね１／８波長の点で直線Ａと直交する直線Ｂと前記各スリットの２辺が接するように構成した請求項１に記載のアンテナ装置。
- 隣合う放射板の間の任意直線が山頂部となるように折り曲げられたグランド板を用いた請求項１に記載のアンテナ装置。
- 第１の給電ポートおよび第３の給電ポートが第１のシステムの高周波回路と接続され、第２の給電ポートおよび第４の給電ポートが第２のシステムの高周波回路と接続された請求項１に記載のアンテナ装置。
- 第１の給電ポートおよび第３の給電ポートが受信回路と接続され、第２の給電ポートおよび第４の給電ポートが送信回路と接続された請求項１に記載のアンテナ装置。
- 給電ポートがギャップを介して放射板と接続された請求項１に記載のアンテナ装置。
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2002
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