JP2006005903A - アンテナ装置およびアンテナ装置を用いた無線機 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、音声通信とデータ通信のような異なる通信形態に対応するマルチバンド無線機に適用するために、通信形態に応じて周波数帯を切り換えることができると同時に、通信形態に合わせて指向特性を９０度切り換えることができるアンテナ装置およびアンテナ装置を用いた無線機を提供することを目的とする。
【解決手段】 本発明のアンテナ装置１は、線状の放射器２、３と、線状の第１の導波器４と、一端が前記放射器２、３に他端が前記第１の導波器４にスイッチ７を介して接続される線状の第１、第２の導体５、６と、を備え、前記第１、第２の導体５、６が、前記放射器長手方向に直交する平面に対して対称に配設され、前記放射器２、３、前記第１の導波器４、前記第１の導体５および前記第２の導体６が、前記スイッチ７の切替により、ループ上に接続されたループ状態と、各々が分離した分離状態と、に切り替わるものである。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複数の周波数帯において使用可能なアンテナ装置およびそのアンテナ装置を用いた無線機に関するものである。

複数の無線通信システムを統合するマルチバンド無線機に適用可能なマルチバンドアンテナ構成として、ダイオードスイッチを用いた多周波共用アンテナ構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

図９は、前記特許文献１に記載された従来の多周波共用アンテナの概略構成図である。 図９において、１０１ａ〜１０１ｄは金属片、１０２ａ，１０２ｂはダイオードスイッチ回路、１０３ａ〜１０３ｄは高周波信号遮断用チョークコイル、１０４ａ，ｂは接地、１０５は制御端子、１０６は高周波信号入出力端子、１０７は平衡線路である。

以上のような構成で、以下その動作を説明する。図９は、高周波信号入出力端子１０６に平衡信号を入力し、左右のダイポールアンテナ素子をそれぞれ２組の金属片１０１ａ〜１０１ｄで構成し、それぞれの間にダイオードスイッチ回路１０２ａ，１０２ｂを具備したものである。

そして、各金属片１０１ａ〜１０１ｄは、高周波信号遮断用チョークコイル１０３ａ〜１０３ｄを介して短絡している。また、制御信号の入力は、ダイポールアンテナの高周波信号入出力端子１０６およびその近傍で高周波信号遮断用チョークコイル１０３ａ〜１０３ｄを介して接続した制御端子１０５から行う。

このような状態において、制御端子１０５から加える電圧がゼロの場合、ダイオードスイッチ回路１０２ａ，１０２ｂは動作せず、励振される素子は基本の金属片１０１ａ，１０１ｂのみとなり、高い周波数において共振する。

一方、制御端子１０５からダイオードスイッチ回路１０２ａ，１０２ｂが動作するバイアス電圧を加えることにより、ダイオードスイッチ回路１０２ａ，１０２ｂが導通し、金属片１０１ａ〜１０１ｄまでが素子長となるため、低い周波数において共振する。

このような構成とすることによって、制御端子１０５から印加したバイアス電圧を変化させるという簡易な制御によりダイポールアンテナの素子長を変化させて、複数の単一周波数に効率的に共振させることができる。

一方、スイッチのオンオフによりアンテナの指向特性を切り換える構成として、ループアンテナとダイポールアンテナをスイッチにより切り換える構成が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

図１０は、前記特許文献２に記載された従来のアンテナの概略構成図である。図１０において、１１１はダイバーシチアンテナ、１１２はダイポールアンテナを構成する一辺、１１３は給電点、１１４は一辺１１２と平行な対辺、１１５は一点装荷点、１１６，１１７はスイッチである。

図１０のような構成とすることで、ダイバーシチアンテナ１１１は、スイッチ１１６，１１７をオンすることによりループアンテナとして動作し、スイッチ１１６，１１７をオフすることにより直線ダイポールアンテナとして動作することができるため、１つのアンテナで２種類の機能を使い分けることにより、２つのアンテナを切り換えて、ダイバーシチ効果を得ることができる。

特開２０００−２３６２０９号公報 特開平８−１６３０１５号公報

様々な無線通信システムに対応可能とするマルチバンド無線機では、システムによって使用形態が異なり、例えば、音声通信の場合には、無線機を使用者が頭部側面に押し当てるようにして使用するのに対して、データ通信を行う場合は、使用者が無線機のディスプレイを確認しながら通信を行うため、通信形態によって無線機に求められる指向性が変わってくる。

すなわち、音声通信時のように頭部側面に無線機を配置する場合には、アンテナの最大放射方向が無線機の背面方向となり、データ通信時のように使用者が無線機のディスプレイを確認できるような位置に無線機を配置する場合には、アンテナの最大放射方向が無線機の天頂方向となるような構成が望ましい。

そのため、マルチバンド無線機におけるアンテナとしては、複数の周波数帯に切り換え可能な構成であるとともに、周波数帯（使用形態）によってアンテナの最大放射方向が９０度切り換えられるような構成が望ましい。

さらに、例えば、データ通信として５ＧＨｚ帯を用いた無線ＬＡＮ等を想定した場合、高速、大容量な通信を確保し、かつ空間での伝搬損失を補うためには、音声通信に比べて高いアンテナ利得が求められる。

上記特許文献１のような構成を用いることによって、アンテナ共振長自体を変えるために、マルチバンド無線機において他の周波数帯からの干渉を抑えながら共振周波数の切り換えを容易に行うことが可能である。しかしながら、上記の構成では、アンテナの構成自体は共振周波数を切り換えても変わらないため、周波数帯によってアンテナの指向特性を切り換えることができないという事情があった。

また、上記特許文献２のような構成を用いることで、スイッチの切り換えによりアンテナの指向特性を変化させることができる。しかしながら、上記特許文献２では、１つのアンテナでダイバーシチ効果を実現させるために、スイッチによる周波数の切り換えについては言及されていない。

さらに、ループアンテナとダイポールアンテナではアンテナの最大放射方向を９０度切り換えることができないため、音声通信、データ通信の双方に対応するマルチバンド無線機におけるアンテナ構成として適当ではないという事情があった。

本発明は、上記従来の事情に鑑みてなされたものであって、音声通信とデータ通信のような異なる通信形態に対応するマルチバンド無線機に適用するために、通信形態に応じて周波数帯を切り換えることができると同時に、通信形態に合わせて指向特性を９０度切り換えることができるアンテナ装置およびアンテナ装置を用いた無線機を提供することを目的とする。

本発明のアンテナ装置は、線状の放射器と、線状の第１の導波器と、一端が前記放射器に他端が前記第１の導波器にスイッチを介して接続される線状の第１、第２の導体と、を備え、前記第１、第２の導体が、前記放射器長手方向に直交する平面に対して対称に配設され、前記放射器、前記第１の導波器、前記第１の導体および前記第２の導体が、前記スイッチの切替により、ループ上に接続されたループ状態と、各々が分離した分離状態と、に切り替わるものである。

従来のアンテナ装置では、音声通信とデータ通信のような周波数帯の異なる通信形態に応じて、アンテナの最大放射方向を９０度切り替えることができず、マルチバンド無線機におけるアンテナ構成として適当でなかった。この構成によれば、スイッチ短絡時には放射器、導波器、及び第１、２の導体がループアンテナを形成し、スイッチ開放時には放射器、導波器が八木・宇田アンテナを形成するため、スイッチの短絡・開放によってアンテナの周波数帯を切り替えることができると同時に、アンテナの最大放射方向を９０度切り替えることができる。

本発明のアンテナ装置は、前記スイッチの切り替えを制御する制御手段を備える。

この構成によれば、任意の時点でスイッチの短絡・開放を切り替えることができるため、アンテナの利便性が向上する。

また、本発明のアンテナ装置は、前記スイッチを介して接続された前記放射器、前記第１の導波器及び前記第１、２の導体が、矩形構造を形成する。

この構成によれば、放射器、第１の導波器及び第１、２の導体が同一平面状で矩形構造を形成するため、スイッチ短絡時における高いアンテナ利得が得られる。

また、本発明のアンテナ装置は、前記第１、２の導体に対して接続された第１、第２の可変リアクタンス素子を有する。

また、本発明のアンテナ装置は、前記第１、第２の可変リアクタンス素子は、前記第１、第２の導体の線上に挿入されて構成される。

この構成によれば、２つのリアクタンス素子のリアクタンス値を変えることで、アンテナの左右のバランスを調整し、指向特性を制御することができる。
また、本発明のアンテナ装置は、前記第１、第２の導体の一端が、前記放射器または前記第１の導波器の少なくとも一つに直角に接続される。

また、本発明のアンテナ装置は、前記スイッチを介して接続された前記放射器、前記第１の導波器及び前記第１、２の導体が、同一平面状で凸型構造を形成する。

また、本発明のアンテナ装置は、前記スイッチを介して接続された前記放射器、前記第１の導波器及び前記第１、２の導体が、同一平面状で凹型構造を形成する。

この構成によれば、スイッチ短絡時に、第１、第２の導体が放射器及び導波器の近傍に位置しても、電磁界の結合を最小限に抑えることができる。

また、本発明のアンテナ装置は、前記放射器と前記第１の導波器間に配置される線状の第２の導波器を備える。

また、本発明のアンテナ装置は、前記第１、第２の導波器が、前記放射器に平行に配置される。

この構成によれば、第２の導波器を介して放射器と導波器の電界の結合を強めることができるため、放射器と第１、第２の導体の間に生ずる電界の結合の影響を小さくすることができる。

また、本発明のアンテナ装置は、前記第1、第２の導波器は、平衡線路によって給電される。

この構成によれば、アンテナに対するＧＮＤの影響を抑えることができ、アンテナを実装する基板が小型化されたときに特性を安定化させることができる。

また、本発明のアンテナ装置は、前記第１、第２の導波器は、不平衡線路によって給電される。

この構成によれば、平衡・不平衡変換回路などを用いる必要がなくなり、アンテナ実装に際して部品点数を削減することができる。
また、本発明のアンテナ装置は、前記放射器、前記第１、第２の導波器及び前記第１、第２の導体が、誘電体基板上の導体パターンにより形成される。

この構成によれば、エッチング等によるプリント基板加工で生産できるため、安定した特性で生産性を高めることができ、また、アンテナを小型化することができる。

また、本発明のアンテナ装置は、前記放射器、前記第１、第２の導波器及び前記第１、第２の導体が、誘電体チップの表面上及び／または内部に形成される。

この構成によれば、放射器および導波器および第１、第２の導体を３次元に折りたたむようにして配置できるため、アンテナの設計の自由度が増すと共に、アンテナの実装面積を小型化することができる。

また、本発明のアンテナ装置は、前記放射器が、同じ長さを有する線状の第１、第２の放射器から構成され、前記制御手段が、一端が前記第１の放射器に接続され、他端が接地される第１の高周波信号遮断用コイルと、一端が前記第２の放射器に接続され、他端が制御端子及び一端が接地された高周波信号接地用コンデンサに接続される第２の高周波遮断用コイルと、から構成される。

この構成によれば、複数のスイッチの短絡・開放の動作を最小の制御回路構成により同時に制御することができる。

また、本発明のアンテナ装置は、前記放射器が、同じ長さを有する線状の第１、第２の放射器から構成され、前記制御手段が、一端が前記第１、第２の放射器及び前記第１の導波器に接続され、他端が接地される第１の高周波信号遮断用コイルと、一端が前記第１、第２の導体に接続され、他端が制御端子及び一端が接地された高周波信号接地用コンデンサに接続される第２の高周波信号遮断用コイルと、から構成される。

この構成によれば、複数のスイッチの短絡・開放の動作を同時に制御することができると共に、２つの制御端子に与える制御電圧を変えることによって、アンテナの左右のバランスを調整し、指向特性を制御することができる。

また、本発明のアンテナ装置は、前記放射器が、同じ長さを有する線状の第１、第２の放射器から構成され、前記制御手段が、一端が前記第１の放射器に接続される第１のスタブと、一端が前記第１のスタブの他端に接続され、他端が接地される、第１の周波数帯において共振する第１の共振回路と、一端が前記第１のスタブの他端に接続され、他端が接地される第２のスタブと、一端が前記第２の放射器に接続される第３のスタブと、一端が前記第３のスタブの他端に接続され、他端が接地される、第１の周波数帯において共振する第２の共振回路と、一端が前記第３のスタブの他端に接続され、他端が制御端子及び一端が接地された高周波信号接地用コンデンサに接続される第４のスタブとを備え、前記第１、第３のスタブの長さが前記第１の周波数帯において４分の１管内波長となり、前記第１と第２のスタブの長さの和及び前記第３と第４のスタブの長さの和が前記第１の周波数帯より低い第２の周波数帯において４分の１管内波長となる。

この構成によれば、複数のスイッチの短絡・開放の動作を制御することができると共に、アンテナの構成要素に直にコイル等の部品を実装することがないため、実装ばらつきや部品の単体ばらつき等による誤差の生じない安定した特性を得ることができる。

また、本発明のアンテナ装置は、前記放射器が、同じ長さを有する線状の第１、第２の放射器から構成され、前記制御手段は、一端が前記第１、第２の放射器及び前記第１の導波器に接続される第１のスタブと、一端が前記第１のスタブの他端に接続され、他端が接地される、第１の周波数帯において共振する第１の共振回路と、一端が前記第１のスタブの他端に接続され、他端が接地される第２のスタブと、一端が前記第１、第２の導体に接続される第３のスタブと、一端が前記第３のスタブの他端に接続され、他端が接地される、第１の周波数帯において共振する第２の共振回路と、一端が前記第３のスタブの他端に接続され、他端が制御端子及び一端が接地された高周波信号接地用コンデンサに接続される第４のスタブとを備え、前記第１、第３のスタブの長さが前記第１の周波数帯において４分の１管内波長となり、前記第１と第２のスタブの長さの和及び前記第３と第４のスタブの長さの和が前記第１の周波数帯より低い第２の周波数帯において４分の１管内波長となる。

この構成によれば、複数のスイッチの短絡・開放の動作を制御することができると共に、２つの制御端子に与える制御電圧を変えることでアンテナの左右のバランスを調整して指向特性を制御することができる。さらに、アンテナの構成要素に直にコイル等の部品を実装することがないため、実装ばらつきや部品の単体ばらつき等による誤差の生じない安定した特性を得ることができる。

また、本発明のアンテナ装置は、前記スイッチが、ダイオードである。

また、本発明のアンテナ装置は、前記スイッチが、ＭＥＭＳスイッチである。

この構成によれば、スイッチ部を小型化することが可能なため、アンテナ自体も小型化することができる。

本発明の無線機は、本発明のアンテナ装置を用いる。

この構成によれば、異なる通信形態に応じてアンテナ特性を変化させ、高品質な通信を行うことができる。

本発明のアンテナ装置及びアンテナ装置を用いた無線機によれば、スイッチ短絡時には放射器、導波器、及び第１、２の導体がループアンテナを形成し、スイッチ開放時には放射器、導波器が八木・宇田アンテナを形成するため、スイッチの短絡・開放によってアンテナの周波数帯を切り替えることができると同時に、アンテナの最大放射方向を９０度切り替えることができ、音声通信とデータ通信のような周波数帯の異なる通信形態に応じてアンテナ特性を変化させ、高品質な通信を行うことができる。

本発明の骨子は、第１の放射器と、第２の放射器と、導波器と、第１の導体と、第２の導体と、それらを接続するスイッチと、スイッチを制御するための制御回路を備えたアンテナ構成とすることで、スイッチのオンオフ動作によりアンテナ特性をループアンテナと八木・宇田アンテナに切り換え、周波数と指向特性の切り換えを同時に行えるようなアンテナ構成である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。

図１は、実施の形態１に係るマルチバンドアンテナの概略構成図である。図１において、１はマルチバンドアンテナ、２は線状導体より成る第１の放射器、３は線状導体より成る第２の放射器、４は線状導体より成る第１の導波器、５は線状導体より成る第１の導体、６は線状導体より成る第２の導体、７ａ〜７ｄはダイオードスイッチ、８は平衡線路、９は給電点、１０ａ，１０ｂは高周波信号遮断用コイル、１１はコンデンサ、１２ａ，１２ｂは接地、１３は制御端子である。

アンテナの基本構成要素である第１と第２の放射器２，３のそれぞれ向かい合う一端は、平衡線路８を介して給電点９に接続されている。第１と第２の放射器２，３の他端は、それぞれダイオードスイッチ７ａ，７ｄを介して第１と第２の導体５，６の一端に接続されている。

第１と第２の導体５，６の他端は、それぞれダイオードスイッチ７ｂ，７ｃを介して第１の導波器４に接続されている。また、ダイオードスイッチ７ａ〜７ｄの制御用として、第１と第２の放射器２，３にそれぞれ高周波信号遮断用コイル１０ａ，１０ｂの一端が接続されている。

第１の放射器２に接続された高周波信号遮断用コイル１０ａの他端は、接地１２ａにより接地されており、第２の放射器３に接続された高周波信号遮断用コイル１０ｂの他端には、制御端子１３が接続されるとともに、高周波信号を接地させるためのコンデンサ１１が接続され、その先で接地１２ｂにより接地されている。

以上のような構成で、以下その動作を説明する。給電点９から給電された高周波信号は、平衡線路８を介して第１と第２の放射器２，３に伝送される。このとき、制御端子１３に負の制御電圧を印加することによって、ダイオードスイッチ７ａ〜７ｄが導通状態となり、第１と第２の放射器２，３、第１の導波器４、第１と第２の導体５，６がそれぞれ接続され、ループアンテナとして動作する。

一方、制御端子１３に制御電圧を印加しない場合は、ダイオードスイッチ７ａ〜７ｄが非導通状態となり、第１と第２の放射器２，３および第１の導波器４により、２素子八木・宇田アンテナとして動作する。この場合、第１と第２の導体５，６は寄生素子となるため、２素子八木・宇田アンテナの動作に極力影響を与えないような配置にすることが望ましい。

ダイオードスイッチ７ａ〜７ｄを導通させループアンテナとして動作させると、アンテナの指向特性は、図１における±Ｚ方向が最大放射方向となるような双指向特性となり、ダイオードスイッチ７ａ〜７ｄを導通させず２素子八木・宇田アンテナとして動作させると、アンテナの指向特性は、図１における＋Ｙ方向が最大放射方向となるような単指向特性となる。

ここで、ループアンテナの周囲長すなわち、第１と第２の放射器２，３（Ｌ２，Ｌ３）、第１の導波器４（Ｌ４）、第１と第２の導体５，６（Ｌ５，Ｌ６）の長さの総和Ｌｔが低い周波数帯（Ｆ１）においておよそ１波長（λ１）となるように設定する。

また、２素子八木・宇田アンテナの第１と第２の放射器２，３（Ｌ２，Ｌ３）の長さがそれぞれ高い周波数帯（Ｆ２）においておよそ１波長（λ２）の１／４となるように設定する。

また、２素子八木・宇田アンテナにおける第１の導波器４の長さ（Ｌ４）が高い周波数帯（Ｆ２）において１波長（λ２）の１／２より若干短くなるように設定する。

さらに、第１の導波器４と第１と第２の放射器２，３とのＹ軸方向における間隔Ｌｙが高い周波数帯（Ｆ２）においておよそ１波長（λ２）の１／４となるように設定する。

このように設定することによって、ダイオードスイッチ７ａ〜７ｄを導通または非導通としたときに、周波数を切り換えると同時にアンテナ指向特性の最大放射方向が９０度切り換わるような動作を実現することが可能となる。

ダイオードスイッチ７ａ〜７ｄに制御電圧を印加するための制御回路３０ａ、３０ｂとしては、図１に示すように高周波信号遮断用コイル１０ａ，１０ｂ、コンデンサ１１を用い、高周波信号遮断用コイル１０ａ，１０ｂの定数を、ループアンテナ動作時、２素子八木・宇田アンテナ動作時のそれぞれにおいて第１と第２の放射器２，３のインピーダンスに比べてコイル部のインピーダンスが十分高くなるように設定するような構成としても良いし、図２に示すような構成としても良い。

図２は、図１の高周波信号遮断用コイル１０ａ，１０ｂの代わりにスタブを用いてダイオードスイッチ７ａ〜７ｄに制御電圧を印加するための概略構成を示す。

すなわち、高周波信号遮断用コイル１０ａ，１０ｂの代わりに第１のスタブ１４ａ，１４ｂを用い、第１のスタブ１４ａ，１４ｂの一端を第１と第２の放射器２，３に接続し、他端には、それぞれコンデンサ１５ａ、コイル１６ａより成る共振回路１７ａ、あるいはコンデンサ１５ｂ、コイル１６ｂより成る共振回路１７ｂを介して接地１２ｃ，１２ｄで接地するとともに、第２のスタブ１８ａ，１８ｂの一端をそれぞれ接続する。

第１の放射器２側に接続した第２のスタブ１８ａの他端は、接地１２ａにより接地されており、第２の放射器３側に接続した第２のスタブ１８ｂの他端には、制御端子１３が接続されるとともに、高周波信号を接地させるためのコンデンサ１１が接続されている。

このような構成の制御回路３１ａ、３１ｂとし、第１のスタブ１４ａ、１４ｂの長さＬ１４が２素子八木・宇田アンテナ動作時（高い周波数帯：Ｆ２）において１波長（λ２）の１／４となるように設定する。

また、共振回路１７ａ，１７ｂが２素子八木・宇田アンテナ動作時（高い周波数帯：Ｆ２）で共振するようにコンデンサ１５ａ，１５ｂ、コイル１６ａ，１６ｂの定数を選択する。

さらに、第１のスタブ１４ａと第２のスタブ１８ａの長さの和、および第１のスタブ１４ｂと第２のスタブ１８ｂの長さの和（Ｌ１４＋Ｌ１８）がループアンテナ動作時（低い周波数帯：Ｆ１）において１波長（λ１）の１／４となるように設定する。

このような構成とすることによって、ループアンテナ動作時、２素子八木・宇田アンテナ動作時のいずれにおいても、制御電圧を印加するための制御回路３１ａ、３１ｂの影響を受けることなく、所望のアンテナ特性を維持することが可能となる。

また、図１に示す高周波信号遮断用コイル１０ａ，１０ｂのような実装部品がないため、実装による特性変化がなく安定した特性のアンテナを大量に生産することが可能となる。

さらに第１のスタブ１４ａ，１４ｂ、第２のスタブ１８ａ，１８ｂの線路幅を第１と第２の放射器２，３の線路幅に比べて十分狭くすることによって、第１と第２のスタブ１４ａ，１４ｂ，１８ａ，１８ｂのインピーダンスを第１と第２の放射器２，３のインピーダンスよりも十分に高くしておくと、より一層制御回路３１ａ、３１ｂの影響を小さくすることができる。

以上のように、アンテナを第１と第２の放射器２，３、第１の導波器４、第１と第２の導体５，６、およびダイオードスイッチ７ａ〜７ｄで構成し、ダイオードスイッチ７ａ〜７ｄのオンオフを制御電圧で切り換えることにより、ループアンテナとしての動作か、２素子八木・宇田アンテナの動作かに切り換えることができるため、共振周波数を切り換えると同時に指向特性を９０度切り換えるマルチバンドアンテナ１を実現することが可能になるという作用を有する。

さらに、本実施の形態で示したマルチバンドアンテナを用いて無線機を構成することで、異なる通信形態に応じてアンテナの特性を変化させて無線機としての性能を向上させることができ、信頼性の高い無線機を提供することを可能とする。

また、図１１に示すように、第一の線状導体５、第二の線状導体６にそれぞれ第一の可変リアクタンス素子３２、第二の可変リアクタンス素子３３を接続するような構成としても良い。例えば、第一の可変リアクタンス素子３２のリアクタンス値Ｘ１、第二の可変リアクタンス素子３３のリアクタンス値Ｘ２をそれぞれ異なる値に設定すれば、制御端子１３に制御電圧を印加しない場合、すなわち八木宇田アンテナとして動作させたときに、図１１における±Ｘ方向のバランスを変えることができるため、第一、第二の可変リアクタンス素子の値を変えることによって、ＸＹ面においても指向性を制御することができ、３次元での指向性制御が可能となるという作用を有する。このとき、可変リアクタンス素子としては、例えばスタブを用い、可変容量素子をスタブ先端またはスタブの途中に挿入することによってリアクタンス成分を変える事ができる。

また、図１２に示すように、第一、第二の可変リアクタンス素子３２、３３をそれぞれ第一、第二の線状導体５、６の途中に挿入するようにしても同様の効果が得られる。図１２のような構成とすることによって、例えば、制御端子１３に制御電圧を印加した場合、すなわちループアンテナとして動作させたときに、可変リアクタンス素子３２、３３のリアクタンス値を制御することにより、ループアンテナ動作時において周波数を制御することが可能となる。

なお、本実施の形態では、アンテナの構成要素を線状導体として説明しているが、例えば、アンテナの構成要素となるパターンを、誘電体基板上にエッチング等により形成しても良いことは言うまでもない。このような構成とすることによって、誘電体基板の誘電率による波長の短縮効果の影響で、アンテナを小型化することが可能となる。

また、本実施の形態では、ダイオードスイッチ７ａ〜７ｂの制御用として負の制御電圧を印加する場合について説明したが、負の制御電圧に限る必要がないことは言うまでもない。例えば、正の制御電圧を印加して制御する場合は、ダイオードスイッチ７ａ〜７ｂの向きをすべて逆向きにするか、若しくは制御回路３０ａ、３０ｂを左右逆転させ、第１の放射器２側にコンデンサ１１および制御端子１３を接続し、第２の放射器３側は接地１２ｂに直接接地するような構成とすれば良い。

また、本実施の形態では、スイッチとしてダイオードスイッチ７ａ〜７ｂを用いた場合について説明したが、その限りではなく、例えば、ＦＥＴ（Field-Effect Transistor）やＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）技術を用いたスイッチ等、その他のスイッチ回路を用いても良い。さらに、制御回路の組み込まれたＳＰＳＴスイッチ等を用いても良い。これによって、制御回路３０ａ、３０ｂを除くことができ、マルチバンドアンテナの特性を安定させることができる。

また、本実施の形態では、給電点９から放射器２、３への給電線路に平衡線路８を用いているが、その限りではなく、マイクロストリップ線路などの不平衡線路を用いても良い。平衡線路８を用いることでアンテナに対するＧＮＤの影響を抑えることができるため、アンテナを小型の携帯端末等に搭載した場合に、アンテナを実装した基板サイズによらず特性を安定させることができるが、アンテナの後段に位置するスイッチなどと接続するためには平衡・不平衡線路の変換回路（バラン）が必要となる。一方、給電線路に不平衡線路を用いた場合、例えば不平衡線路を第一の放射器２に接続し、第二の放射器３をＧＮＤに接地することによって、アンテナを動作させることが可能となる。この場合、平衡・不平衡変換回路（バラン）を設ける必要がなく、部品点数を減らすことが可能となる。

図３は、実施の形態２にかかる凸型マルチバンドアンテナ１９の概略構成図である。図３において、図１における第１の導体５の代わりに第１の導体２０を設け、図１における第２の導体６の代わりに第２の導体２１を設ける。その他の構成は図１で説明した実施の形態１の構成と同じである。

以上のような構成で以下その動作を説明する。基本動作は実施の形態１で説明したとおりであるが、第１の導体２０、第２の導体２１を図３に示すような形状とし、ループアンテナが凸型形状となるようにすることによって、第１と第２の放射器２，３付近での第１と第２の導体２０，２１の電流は図３におけるＹ方向となるのに対し、第１と第２の放射器２，３に流れる電流は図３におけるＸ方向となるため、電流の流れる方向が９０度異なる。

そのため、２素子八木・宇田アンテナ動作時において第１と第２の導体２０，２１の端部が第１と第２の放射器２，３の近傍に位置しても電磁界の結合を最小に抑えることができ、２素子八木・宇田アンテナが第１と第２の導体２０，２１の影響を受けることなく、ＶＳＷＲ（Voltage Standing Wave Ratio）、指向特性なども良好に保つことが可能とな
る。

以上のように、第１と第２の導体２０，２１を折り曲げ、凸字型マルチバンドアンテナ１９とすることにより、異なる通信形態の周波数帯に対応して共振周波数を切り換えると同時に指向特性を９０度切り換え可能なマルチバンドアンテナを構成することが可能となり、また、ダイオードスイッチ７ａ〜７ｄをオンオフ動作させたときに、それぞれにおいて良好なアンテナ特性を維持することが可能となる。

さらに、本実施の形態で示したマルチバンドアンテナを用いて無線機を構成することで、異なる通信形態に応じてアンテナの特性を変化させて無線機としての性能を向上させることができ、信頼性の高い無線機を提供することを可能とする。

なお、本実施の形態では、アンテナの構成要素を線状導体として説明しているが、例えば、アンテナの構成要素となるパターンを、誘電体基板上にエッチング等により形成しても良い。このような構成とすることによって、誘電体基板の誘電率による波長の短縮効果の影響で、アンテナを小型化することが可能となる。

また、ダイオードスイッチ７ａ〜７ｄに制御電圧を印加するための制御回路３０ａ、３０ｂとしては、図３に示すように高周波信号遮断用コイル１０ａ，１０ｂを用いても良いし、図２に示すような第１と第２のスタブ１４ａ，１４ｂ，１８ａ，１８ｂとコンデンサ１５ａ，１５ｂ、コイル１６ａ，１６ｂから成る共振回路１７ａ，１７ｂで形成しても良いことは言うまでもない。

また、本実施の形態では、ダイオードスイッチ７ａ〜７ｄの制御用として負の制御電圧を印加する場合について説明したが、負の制御電圧に限る必要がないことは言うまでもない。例えば、正の制御電圧を印加して制御する場合は、ダイオードスイッチ７ａ〜７ｄの向きをすべて逆向きにするか、若しくは制御回路３０ａ、３０ｂを左右逆転させ、第１の放射器２側にコンデンサ１１および制御端子１３を接続し、第２の放射器３側は接地１２ｂに直接接地するような構成とすれば良い。

また、本実施の形態では、スイッチとしてダイオードスイッチ７ａ〜７ｄを用いた場合について説明したが、その限りではなく、例えば、ＦＥＴやＭＥＭＳ技術を用いたスイッチ等、その他のスイッチ回路を用いても良い。さらに、制御回路の組み込まれたＳＰＳＴスイッチ等を用いても良い。これによって、制御回路３０ａ、３０ｂを除くことができ、マルチバンドアンテナの特性を安定させることができる。

また、本実施の形態では、給電点９から放射器２、３への給電線路に平衡線路８を用いているが、その限りではなく、マイクロストリップ線路などの不平衡線路を用いても良い。平衡線路８を用いることでアンテナに対するＧＮＤの影響を抑えることができるため、アンテナを小型の携帯端末等に搭載した場合に、アンテナを実装した基板サイズによらず特性を安定させることができるが、アンテナの後段に位置するスイッチなどと接続するためには平衡・不平衡線路の変換回路（バラン）が必要となる。一方、給電線路に不平衡線路を用いた場合、例えば不平衡線路を第一の放射器２に接続し、第二の放射器３をＧＮＤに接地することによって、アンテナを動作させることが可能となる。この場合、平衡・不平衡変換回路（バラン）を設ける必要がなく、部品点数を減らすことが可能となる。

図４は、実施の形態３にかかる凹型マルチバンドアンテナ２２の概略構成図である。図４において、図１における第１の導体５の代わりに第１の導体２３を設け、図１における第２の導体６の代わりに第２の導体２４を設ける。その他の構成は図１で説明した実施の形態１の構成と同じである。

以上のような構成で以下その動作を説明する。基本動作は実施の形態１で説明したとおりであるが、第１の導体２３、第２の導体２４を図４に示すような形状とし、ループアンテナが凹型形状となるようにすることによって、第１と第２の放射器２，３付近での第１と第２の導体２３，２４の電流が図４におけるＹ方向となるのに対し、第１と第２の放射器２，３に流れる電流は図４におけるＸ方向となるため、電流の流れる方向が９０度異なる。

また、第１の導波器４付近での第１と第２の導体２３，２４の電流が図４におけるＹ方向となるのに対し、第１の導波器４に流れる電流は図４におけるＸ方向となるため、電流の流れる方向が９０度異なる。

そのため、２素子八木・宇田アンテナ動作時において第１と第２の導体２３，２４の端部が第１と第２の放射器２，３、第１の導波器４の近傍に位置しても電磁界の結合を最小に抑えることができ、２素子八木・宇田アンテナが第１と第２の導体２３，２４の影響を受けることなく、ＶＳＷＲ、指向特性なども良好に保つことが可能となる。

以上のように、第１と第２の導体２３，２４を用いて凹型マルチバンドアンテナ２２とすることにより、異なる通信形態の周波数帯に対応して共振周波数を切り換えると同時に指向特性を９０度切り換え可能なマルチバンドアンテナを構成することが可能となり、また、ダイオードスイッチ７ａ〜７ｄをオンオフ動作させたときに、それぞれにおいて良好なアンテナ特性を維持することが可能となる。

さらに、本実施の形態で示したマルチバンドアンテナを用いて無線機を構成することで、異なる通信形態に応じてアンテナの特性を変化させて無線機としての性能を向上させることができ、信頼性の高い無線機を提供することを可能とする。

なお、本実施の形態では、アンテナの構成要素を線状導体として説明しているが、例えば、アンテナの構成要素となるパターンを、誘電体基板上にエッチング等により形成しても良い。このような構成とすることによって、誘電体基板の誘電率による波長の短縮効果の影響で、アンテナを小型化することが可能となる。

また、ダイオードスイッチ７ａ〜７ｄに制御電圧を印加するための制御回路３０ａ、３０ｂとしては、図４に示すように、高周波信号遮断用コイル１０ａ，１０ｂを用いても良いし、図２に示すような第１と第２のスタブ１４ａ，１４ｂ，１８ａ，１８ｂとコンデンサ１５ａ，１５ｂ、コイル１６ａ，１６ｂから成る共振回路１７ａ，１７ｂで形成しても良いことは言うまでもない。

また、本実施の形態では、ダイオードスイッチ７ａ〜７ｄの制御用として負の制御電圧を印加する場合について説明したが、負の制御電圧に限る必要がないことは言うまでもない。例えば、正の制御電圧を印加して制御する場合は、ダイオードスイッチ７ａ〜７ｄの向きをすべて逆向きにするか、若しくは制御回路３０ａ，３０ｂを左右逆転させ、第１の放射器２側にコンデンサ１１および制御端子１３を接続し、第２の放射器３側は接地１２ｂに直接接地するような構成とすれば良い。

また、本実施の形態では、スイッチとしてダイオードスイッチ７ａ〜７ｄを用いた場合について説明したが、その限りではなく、例えば、ＦＥＴやＭＥＭＳ技術を用いたスイッチ等、その他のスイッチ回路を用いても良い。さらに、制御回路の組み込まれたＳＰＳＴスイッチ等を用いても良い。これによって、制御回路３０ａ、３０ｂを除くことができ、マルチバンドアンテナの特性を安定させることができる。

また、本実施の形態では、給電点９から放射器２、３への給電線路に平衡線路８を用いているが、その限りではなく、マイクロストリップ線路などの不平衡線路を用いても良い。平衡線路８を用いることでアンテナに対するＧＮＤの影響を抑えることができるため、アンテナを小型の携帯端末等に搭載した場合に、アンテナを実装した基板サイズによらず特性を安定させることができるが、アンテナの後段に位置するスイッチなどと接続するためには平衡・不平衡線路の変換回路（バラン）が必要となる。一方、給電線路に不平衡線路を用いた場合、例えば不平衡線路を第一の放射器２に接続し、第二の放射器３をＧＮＤに接地することによって、アンテナを動作させることが可能となる。この場合、平衡・不平衡変換回路（バラン）を設ける必要がなく、部品点数を減らすことが可能となる。

図５は、実施の形態４にかかるマルチバンドアンテナ２５の概略構成図である。図５において、２６は第２の導波器である。その他の構成は図１で説明した実施の形態１の構成と同じである。

以上のような構成で以下その動作を説明する。基本動作は実施の形態１で説明したとおりであるが、図５に示すように、第１と第２の放射器２，３、第１の導波器４と平行で、かつＹ軸に対して左右対称となるような位置に、第２の導波器２６を配置することによって、ダイオードスイッチ７ａ〜７ｄが非導通の状態において第１と第２の放射器２，３と第１の導波器４、第２の導波器２６がそれぞれ結合し、3素子八木・宇田アンテナ構成となる。

このことにより、第１と第２の放射器２，３からみて＋Ｙ方向への電磁界の結合度が強まるため、相対的に第１と第２の放射器２，３と第１と第２の導体５，６との結合の影響を小さくすることができる。

また、ダイオードスイッチ７ａ〜７ｄを導通させループアンテナとして動作させるときには、ループの中心に第２の導波器２６が存在することになるが、ループアンテナ動作によって発生する電界は、ループの中心では±Ｚ方向であり、第２の導波器２６に流れる電流の向き（±Ｘ方向）とは直交関係にあるため、理論的に結合は発生しない。よって、第２の導波器２６はループアンテナ動作時にはアンテナ特性に影響を及ぼすことなく、良好なループアンテナ動作が可能となる。

以上のように、第２の導波器２６を用いたマルチバンドアンテナ２５とすることにより、異なる通信形態の周波数帯に対応して共振周波数を切り換えると同時に指向特性を９０度切り換え可能なマルチバンドアンテナを構成することが可能となり、また、ダイオードスイッチ７ａ〜７ｄをオンオフ動作させたときに、それぞれにおいて良好なアンテナ特性を維持することが可能となる。

さらに、本実施の形態で示したマルチバンドアンテナを用いて無線機を構成することで、異なる通信形態に応じてアンテナの特性を変化させて無線機としての性能を向上させることができ、信頼性の高い無線機を提供することを可能とする。

なお、本実施の形態では、アンテナの構成要素を線状導体として説明しているが、例えば、アンテナの構成要素となるパターンを、誘電体基板上にエッチング等により形成しても良い。このような構成とすることによって、誘電体基板の誘電率による波長の短縮効果の影響で、アンテナを小型化することが可能となる。

また、ダイオードスイッチ７ａ〜７ｄに制御電圧を印加するための制御回路３０ａ、３０ｂとしては、図５に示すように、高周波信号遮断用コイル１０ａ，１０ｂを用いても良いし、図２に示すような第１と第２のスタブ１４ａ，１４ｂ，１８ａ，１８ｂとコンデンサ１５ａ，１５ｂ、コイル１６ａ，１６ｂから成る共振回路１７ａ，１７ｂで形成しても良いことは言うまでもない。

また、本実施の形態では、ダイオードスイッチ７ａ〜７ｄの制御用として負の制御電圧を印加する場合について説明したが、負の制御電圧に限る必要がないことは言うまでもない。例えば、正の制御電圧を印加して制御する場合は、ダイオードスイッチ７ａ〜７ｄの向きをすべて逆向きにするか、若しくは制御回路３０ａ、３０ｂを左右逆転させ、第１の放射器２側にコンデンサ１１および制御端子１３を接続し、第２の放射器３側は接地１２ｂに直接接地するような構成とすれば良い。

また、本実施の形態では、スイッチとしてダイオードスイッチ７ａ〜７ｄを用いた場合について説明したが、その限りではなく、例えば、ＦＥＴやＭＥＭＳ技術を用いたスイッチ等、その他のスイッチ回路を用いても良い。さらに、制御回路の組み込まれたＳＰＳＴスイッチ等を用いても良い。これによって、制御回路３０ａ、３０ｂを除くことができ、マルチバンドアンテナの特性を安定させることができる。

また、本実施の形態では、給電点９から放射器２、３への給電線路に平衡線路８を用いているが、その限りではなく、マイクロストリップ線路などの不平衡線路を用いても良い。平衡線路８を用いることでアンテナに対するＧＮＤの影響を抑えることができるため、アンテナを小型の携帯端末等に搭載した場合に、アンテナを実装した基板サイズによらず特性を安定させることができるが、アンテナの後段に位置するスイッチなどと接続するためには平衡・不平衡線路の変換回路（バラン）が必要となる。一方、給電線路に不平衡線路を用いた場合、例えば不平衡線路を第一の放射器２に接続し、第二の放射器３をＧＮＤに接地することによって、アンテナを動作させることが可能となる。この場合、平衡・不平衡変換回路（バラン）を設ける必要がなく、部品点数を減らすことが可能となる。

図６は、実施の形態５にかかる左右対称構造マルチバンドアンテナ２７の概略構成図である。図６において、基本的な構成要素は図１で説明した実施の形態１の構成と同じであるが、ダイオードスイッチ７ａ〜７ｄに２つの制御端子１３ａ，１３ｂが設けられており、第１と第２の放射器２，３、第１の導波器４にはそれぞれ高周波信号遮断用コイル１０ａ，１０ｅ，１０ｃが接続され、その先で接地１２ａ，１２ｅ，１２ｃにより接地されている。

また、第１と第２の導体５，６にもそれぞれ高周波信号遮断用コイル１０ｂ，１０ｄが接続されており、その先には、それぞれ制御端子１３ａ，１３ｂが接続されるとともに、高周波信号を接地させるためのコンデンサ１１ａ，１１ｂが接続され、その先で接地１２ｂ，１２ｄにより接地されていることにより制御回路３０ａ〜３０ｅを構成する。

以上のような構成で以下その動作を説明する。基本動作は実施の形態１で説明したとおりであるが、ループアンテナ動作をさせるためには、第１の導体５および第２の導体６に接続されているそれぞれの制御端子１３ａ，１３ｂに同レベルの負の電圧を印加することで実現できる。また、両方の制御端子１３ａ，１３ｂに電圧を印加しない状態とすることで、実施の形態１と同様に２素子八木・宇田アンテナとして動作させることができる。

さらに、例えば第１の導体５側と第２の導体６側で、制御端子１３ａ，１３ｂに印加する負の電圧のレベルを変えることで、右側のダイオードスイッチ７ａ，７ｂと左側のダイオードスイッチ７ｃ，７ｄにおけるアイソレーション特性および通過特性を制御し、２素子八木・宇田アンテナ動作時に指向特性を制御することが可能となる。

以上のように、アンテナを第１と第２の放射器２，３、第１の導波器４、第１と第２の導体５，６、およびダイオードスイッチ７ａ〜７ｄで構成し、ダイオードスイッチ７ａ〜７ｄのオンオフを制御電圧に切り換えることにより、ループアンテナとしての動作か、２素子八木・宇田アンテナの動作かに切り換えることができるため、共振周波数を切り換えると同時に指向特性を９０度切り換えるマルチバンドアンテナを実現することが可能になるという作用を有する。

さらに、２つの制御端子１３ａ，１３ｂを備えた左右対称構造マルチバンドアンテナ２７とし、左右のダイオードスイッチ７ａ〜７ｄを別々に制御できるような構成とすることによって、２素子八木・宇田アンテナ動作時における指向特性の制御を行うことが可能となる。

さらに、本実施の形態で示したマルチバンドアンテナを用いて無線機を構成することで、異なる通信形態に応じてアンテナの特性を変化させて無線機としての性能を向上させることができ、信頼性の高い無線機を提供することを可能とする。

なお、本実施の形態では、アンテナの構成要素を線状導体として説明しているが、例えば、アンテナの構成要素となるパターンを、誘電体基板上にエッチング等により形成しても良い。このような構成とすることによって、誘電体基板の誘電率による波長の短縮効果の影響で、アンテナを小型化することが可能となる。

また、ダイオードスイッチ７ａ〜７ｄに制御電圧を印加するための制御回路３０ａ〜３０ｅとしては、図６に示すような高周波信号遮断用コイル１０ａ〜１０ｅを用いても良いし、図２に示すような第１と第２のスタブ１４ａ，１８ａとコンデンサ１５ａ、コイル１６ａから成る共振回路１７ａ等で形成しても良いことは言うまでもない。

また、本実施の形態では、ダイオードスイッチ７ａ〜７ｄの制御用として負の制御電圧を印加する場合について説明したが、負の制御電圧に限る必要がないことは言うまでもない。例えば、正の制御電圧を印加して制御する場合は、ダイオードスイッチ７ａ〜７ｄの向きをすべて逆向きにするか、若しくは第１の放射器２、第２の放射器３、第１の導波器４に接続されている高周波信号遮断用コイル１０ａ，１０ｅ，１０ｃに制御端子１３ａ，１３ｂ，１３ｃを設け、第１の導体５、第２の導体６に接続されている高周波信号遮断用コイル１０ｂ，１０ｄはそのまま接地１２ｂ，１２ｄにより接地するような構成とすれば良い。

また、本実施の形態の構成において、第１と第２の導体５，６を、実施の形態２で示した第１と第２の導体２０，２１に置き換えても良いし、実施の形態３で示した第１と第２の導体２３，２４に置き換えても良い。さらに、実施の形態４に示すような第２の導波器２６を備えた構成としても良いことは言うまでもない。

また、本実施の形態では、スイッチとしてダイオードスイッチ７ａ〜７ｄを用いた場合について説明したが、その限りではなく、例えば、ＦＥＴやＭＥＭＳ技術を用いたスイッチ等、その他のスイッチ回路を用いても良い。さらに、制御回路の組み込まれたＳＰＳＴスイッチ等を用いても良い。これによって、制御回路３０ａ〜３０ｅを除くことができ、マルチバンドアンテナの特性を安定させることができる。

また、本実施の形態では、給電点９から放射器２、３への給電線路に平衡線路８を用いているが、その限りではなく、マイクロストリップ線路などの不平衡線路を用いても良い。平衡線路８を用いることでアンテナに対するＧＮＤの影響を抑えることができるため、アンテナを小型の携帯端末等に搭載した場合に、アンテナを実装した基板サイズによらず特性を安定させることができるが、アンテナの後段に位置するスイッチなどと接続するためには平衡・不平衡線路の変換回路（バラン）が必要となる。一方、給電線路に不平衡線路を用いた場合、例えば不平衡線路を第一の放射器２に接続し、第二の放射器３をＧＮＤに接地することによって、アンテナを動作させることが可能となる。この場合、平衡・不平衡変換回路（バラン）を設ける必要がなく、部品点数を減らすことが可能となる。

図７は、実施の形態６にかかるマルチバンド誘電体チップアンテナ２８の概略構成図である。図７において、基本的な構成要素は図１で説明した実施の形態１の構成と同じであるため、ダイオードスイッチ７ａ〜７ｄの制御回路３０ａ、３０ｂ（高周波信号遮断用コイル１０ａ，１０ｂ、コンデンサ１１、制御端子１３等）の記載は省略する。

図７に示すように、誘電体チップ２９の表面に３次元的に第１と第２の放射器２，３、第１の導波器４、第１と第２の導体５，６、ダイオードスイッチ７ａ〜７ｄを配置することによって、２次元的に配置したときと比較して、実装面積を小さくすることができる。 また、第１と第２の放射器２，３と第１と第２の導体５，６を直角に配置できるため、双方の結合を最小に抑える効果も得られる。

以上のように、アンテナを第１と第２の放射器２，３、第１の導波器４、第１と第２の導体５，６、およびダイオードスイッチ７ａ〜７ｄで構成し、ダイオードスイッチ７ａ〜７ｄのオンオフを制御電圧に切り換えることにより、ループアンテナとしての動作か、２素子八木・宇田アンテナの動作かに切り換えることができるため、共振周波数を切り換えると同時に指向特性を９０度切り換えるマルチバンドアンテナを実現することが可能になるという作用を有する。

さらに、アンテナを構成する各素子を誘電体チップ２９の表面に配置することによって、実装面積の小型化を実現しながら、ダイオードスイッチ７ａ〜７ｄをオンオフ動作させたときに、それぞれにおいて良好なアンテナ特性を維持することが可能となる。

さらに、本実施の形態で示したマルチバンドアンテナを用いて無線機を構成することで、異なる通信形態に応じてアンテナの特性を変化させて無線機としての性能を向上させることができ、信頼性の高い無線機を提供することが可能となる。

なお、本実施の形態では、第１と第２の放射器２，３、第１の導波器４、第１と第２の導体５，６を誘電体チップ２９の表面上に形成した場合について説明したが、その限りではなく、誘電体チップ２９の内部に埋め込むような構成としても良い。

また、誘電体チップ２９の表面に第１と第２の導体５，６を配置するときに、図８に示すように、第１の導波器４と第１と第２の導体５，６を直角に配置するような構成としても良い。このような構成とすることで、第１と第２の放射器２，３と第１と第２の導体５，６の結合を抑圧するだけでなく、第１の導波器４と第１と第２の導体５，６との結合も抑圧することが可能となる。

また、ダイオードスイッチ７ａ〜７ｄに制御電圧を印加するための制御回路３０ａ、３０ｂとしては、図１に示すような高周波信号遮断用コイル１０ａ，１０ｂを用いても良いし、図２に示すような第１と第２のスタブ１４ａ，１８ａとコンデンサ１５ａ、コイル１６ａから成る共振回路１７ａ等で形成しても良いことは言うまでもない。

また、本実施の形態では、ダイオードスイッチ７ａ〜７ｄの制御用として負の制御電圧を印加する場合について説明したが、負の制御電圧に限る必要がないことは言うまでもない。例えば、正の制御電圧を印加して制御する場合は、ダイオードスイッチ７ａ〜７ｄの向きをすべて逆向きにするか、若しくは制御回路３０ａ，３０ｂを左右逆転させ、第１の放射器２側にコンデンサ１１および制御端子１３を接続し、第２の放射器３側は接地１２ｂに直接接地するような構成とすれば良い。

さらに、実施の形態５で説明したように、ダイオードスイッチ７ａ〜７ｄの制御回路３０ａ〜３０ｅを左右対称構造とし、２つの制御端子で左右のダイオードスイッチ７ａ〜７ｄを別々に制御できるような構成としても良い。

また、本実施の形態では、スイッチとしてダイオードスイッチ７ａ〜７ｄを用いた場合について説明したが、その限りではなく、例えば、ＦＥＴやＭＥＭＳ技術を用いたスイッチ等、その他のスイッチ回路を用いても良い。さらに、制御回路の組み込まれたＳＰＳＴスイッチ等を用いても良い。これによって、制御回路３０ａ，３０ｂを除くことができ、マルチバンドアンテナの特性を安定させることができる。

また、本実施の形態では、給電点９から放射器２、３への給電線路に平衡線路８を用いているが、その限りではなく、マイクロストリップ線路などの不平衡線路を用いても良い。平衡線路８を用いることでアンテナに対するＧＮＤの影響を抑えることができるため、アンテナを小型の携帯端末等に搭載した場合に、アンテナを実装した基板サイズによらず特性を安定させることができるが、アンテナの後段に位置するスイッチなどと接続するためには平衡・不平衡線路の変換回路（バラン）が必要となる。一方、給電線路に不平衡線路を用いた場合、例えば不平衡線路を第一の放射器２に接続し、第二の放射器３をＧＮＤに接地することによって、アンテナを動作させることが可能となる。この場合、平衡・不平衡変換回路（バラン）を設ける必要がなく、部品点数を減らすことが可能となる。

本発明にかかるアンテナ装置は、ダイオードスイッチの短絡・開放の動作により共振周波数を切り換えることができるとともに、周波数帯に応じて指向特性を９０度切り換えることができるという有利な効果を有し、複数の無線システムを統合した無線機等に適用するマルチバンドアンテナとして有用である。また、無線機以外にも、例えば複数の無線システムに適応するＰＣ等に内蔵するマルチバンドアンテナとしても有用である。

本発明の実施の形態１にかかるマルチバンドアンテナの概略構成図 本発明の実施の形態１にかかるマルチバンドアンテナにおける制御回路の構成の一例を示す図 本発明の実施の形態２にかかるマルチバンドアンテナの概略構成図 本発明の実施の形態３にかかるマルチバンドアンテナの概略構成図 本発明の実施の形態４にかかる第２の導波器を付加したマルチバンドアンテナの概略構成図 本発明の実施の形態５にかかる左右対称構造マルチバンドアンテナの概略構成図 本発明の実施の形態６にかかる３次元構造マルチバンド誘電体チップアンテナの概略構成図 本発明の実施の形態６にかかる３次元構造マルチバンド誘電体チップアンテナの概略構成図 従来の多周波共用アンテナの概略構成図 従来のアンテナの概略構成図 本発明の実施の形態１にかかる、リアクタンス素子を付加したマルチバンドアンテナの概略構成の一例 本発明の実施の形態１にかかる、リアクタンス素子を付加したマルチバンドアンテナの概略構成の他例

符号の説明

１ マルチバンドアンテナ
２ 第１の放射器
３ 第２の放射器
４ 第１の導波器
５ 第１の線状導体
６ 第２の線状導体
７ ダイオードスイッチ
８ 平衡線路
９ 給電点
１０ 高周波信号遮断用コイル
１１ コンデンサ
１２ 接地
１３ 制御端子
１４ 第１のスタブ
１５ コンデンサ
１６ コイル
１７ 共振回路
１８ 第２のスタブ
１９ 凸型マルチバンドアンテナ
２０ 第３の線状導体
２１ 第４の線状導体
２２ 凹型マルチバンドアンテナ
２３ 第５の線状導体
２４ 第６の線状導体
２５ マルチバンドアンテナ
２６ 第２の導波器
２７ 左右対称構造マルチバンドアンテナ
２８ マルチバンド誘電体チップアンテナ
２９ 誘電体チップ
３０、３１ 制御回路
３２ 第１の可変リアクタンス素子
３３ 第２の可変リアクタンス素子
１０１ａ〜ｄ 金属片
１０２ａ、ｂ ダイオードスイッチ回路
１０３ａ〜ｄ 高周波信号遮断用チョークコイル
１０４ 接地
１０５ 制御端子
１０６ 高周波入出力端子
１０７ 平衡線路
１１１ ダイバーシチアンテナ
１１２ 一辺
１１３ 給電点
１１４ 対辺
１１５ 装荷点
１１６、１１７ スイッチ

Claims (21)

1. 線状の放射器と、
   線状の第１の導波器と、
   一端が前記放射器に他端が前記第１の導波器にスイッチを介して接続される線状の第１、第２の導体と、
   を備え、
   前記第１、第２の導体は、前記放射器長手方向に直交する平面に対して対称に配設され、
   前記放射器、前記第１の導波器、前記第１の導体および前記第２の導体は、前記スイッチの切替により、ループ上に接続されたループ状態と、各々が分離した分離状態と、に切り替わるアンテナ装置。
2. 前記スイッチの切り替えを制御する制御手段を備える請求項１記載のアンテナ装置。
3. 前記スイッチを介して接続された前記放射器、前記第１の導波器及び前記第１、２の導体は、矩形構造を形成する請求項１または２記載のアンテナ装置。
4. 前記第１、２の導体に対して接続された第１、第２の可変リアクタンス素子を有する請求項１から３のいずれかに記載のアンテナ装置
5. 前記第１、第２の可変リアクタンス素子は、前記第１、第２の導体の線上に挿入されて構成される請求項４記載のアンテナ装置
6. 前記第１、第２の導体の一端は、前記放射器または前記第１の導波器の少なくとも一つに直角に接続される請求項１または２記載のアンテナ装置。
7. 前記スイッチを介して接続された前記放射器、前記第１の導波器及び前記第１、２の導体は、同一平面状で凸型構造を形成する請求項６記載のアンテナ装置。
8. 前記スイッチを介して接続された前記放射器、前記第１の導波器及び前記第１、２の導体は、同一平面状で凹型構造を形成する請求項６記載のアンテナ装置。
9. 前記放射器と前記第１の導波器間に配置される線状の第２の導波器を備える請求項１から８のいずれかに記載のアンテナ装置。
10. 前記第１、第２の導波器は、前記放射器に平行に配置される請求項８記載のアンテナ装置。
11. 前記第1、第２の導波器は、平衡線路によって給電される請求項１から１０のいずれかに記載のアンテナ装置
12. 前記第１、第２の導波器は、不平衡線路によって給電される請求項１から１０のいずれかに記載のアンテナ装置
13. 前記放射器、前記第１、第２の導波器及び前記第１、第２の導体は、誘電体基板上の導体パターンにより形成される請求項１から１２のいずれかに記載のアンテナ装置。
14. 前記放射器、前記第１、第２の導波器及び前記第１、第２の導体は、誘電体チップの表面上及び／または内部に形成される請求項１から１２のいずれかに記載のアンテナ装置。
15. 前記放射器は、同じ長さを有する線状の第１、第２の放射器から構成され、
    前記制御手段は、
    一端が前記第１の放射器に接続され、他端が接地される第１の高周波信号遮断用コイルと、
    一端が前記第２の放射器に接続され、他端が制御端子及び一端が接地された高周波信号接地用コンデンサに接続される第２の高周波遮断用コイルと、
    から構成される請求項１から１４のいずれかに記載のアンテナ装置。
16. 前記放射器は、同じ長さを有する線状の第１、第２の放射器から構成され、
    前記制御手段は、
    一端が前記第１、第２の放射器及び前記第１の導波器に接続され、他端が接地される第１の高周波信号遮断用コイルと、
    一端が前記第１、第２の導体に接続され、他端が制御端子及び一端が接地された高周波信号接地用コンデンサに接続される第２の高周波信号遮断用コイルと、
    から構成される請求項１から１４のいずれかに記載のアンテナ装置。
17. 前記放射器は、同じ長さを有する線状の第１、第２の放射器から構成され、
    前記制御手段は、
    一端が前記第１の放射器に接続される第１のスタブと、
    一端が前記第１のスタブの他端に接続され、他端が接地される、第１の周波数帯において共振する第１の共振回路と、
    一端が前記第１のスタブの他端に接続され、他端が接地される第２のスタブと、
    一端が前記第２の放射器に接続される第３のスタブと、
    一端が前記第３のスタブの他端に接続され、他端が接地される、第１の周波数帯において共振する第２の共振回路と、
    一端が前記第３のスタブの他端に接続され、他端が制御端子及び一端が接地された高周波信号接地用コンデンサに接続される第４のスタブとを備え、
    前記第１、第３のスタブの長さは前記第１の周波数帯において４分の１管内波長となり、前記第１と第２のスタブの長さの和及び前記第３と第４のスタブの長さの和は前記第１の周波数帯より低い第２の周波数帯において４分の１管内波長となる請求項１から１４のいずれかに記載のアンテナ装置。
18. 前記放射器は、同じ長さを有する線状の第１、第２の放射器から構成され、
    前記制御手段は、
    一端が前記第１、第２の放射器及び前記第１の導波器に接続される第１のスタブと、
    一端が前記第１のスタブの他端に接続され、他端が接地される、第１の周波数帯において共振する第１の共振回路と、
    一端が前記第１のスタブの他端に接続され、他端が接地される第２のスタブと、
    一端が前記第１、第２の導体に接続される第３のスタブと、
    一端が前記第３のスタブの他端に接続され、他端が接地される、第１の周波数帯において共振する第２の共振回路と、
    一端が前記第３のスタブの他端に接続され、他端が制御端子及び一端が接地された高周波信号接地用コンデンサに接続される第４のスタブとを備え、
    前記第１、第３のスタブの長さは前記第１の周波数帯において４分の１管内波長となり、前記第１と第２のスタブの長さの和及び前記第３と第４のスタブの長さの和は前記第１の周波数帯より低い第２の周波数帯において４分の１管内波長となる請求項１から１４のいずれかに記載のアンテナ装置。
19. 前記スイッチは、ダイオードである請求項１から１８のいずれかに記載のアンテナ装置。
20. 前記スイッチは、ＭＥＭＳスイッチである請求項１から１８のいずれかに記載のアンテナ装置。
21. 請求項１から２０のいずれかに記載のアンテナ装置を用いた無線機。

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