JP2006246228A - アンテナ装置および無線通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】 小型化することができ、かつ放射効率を高くする。
【解決手段】 ｘｙ面内にある円形導体板１には、導体板の輪郭線より導体内部に達するが導体板を分断しない蛇行する空隙２１１と直線状の空隙２１２とが設けられている。また、円形導体板１と垂直に導体棒３が構成され、円形導体板１と導体棒３とは円形空隙２１３によって接触しないようになっている。導体棒３と円形導体板１との間に、交流の電位差を付与（以下、給電と呼ぶ）すると、導体棒３は導体板１を地導体としたモノポールアンテナとして動作する。空隙２１１に給電すると、導体板１を地導体としたノッチアンテナとして動作する。導体棒３、ノッチアンテナ２１１、２１２に給電することによって、異なる偏波特性の放射パターンが得られる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、それぞれが異なる偏波を有する複数のアンテナを一体化したアンテナ装置および無線通信システムに関する。

無線通信において周波数帯域を広げずに高速伝送を実現することが求められている。その実現法の１つとして、複数のアンテナから別々の信号を送信し、受信側でも別々のアンテナを用いて信号を受信することによってアンテナ数に応じた伝送速度の向上を実現するＭＩＭＯ（Multi-Input Multi-Output）技術が挙げられる。一方、小型の無線通信端末にＭＩＭＯ技術を適用するためには、小型の筐体に多数のアンテナを実装することが必要になる。しかし、複数のアンテナを近接させて実装した場合、アンテナ同士の結合によってアンテナ間の相関が上昇するため、多数のアンテナを実装しても伝送速度を向上することが困難となる。そのため、従来から、アンテナ間の結合を低下させるために、電界（偏波）方向の異なるアンテナを採用する方法が考えられており、異なる偏波のアンテナを一体に構成することによってアンテナの小型化を図る検討がなされている。

図１３は、従来技術による、異なる偏波の複数のアンテナを一体化した無線通信用アンテナ装置を示す斜視図である（例えば非特許文献１参照）。図において、４はｘｙ平面と平行な円形の誘電体基板、１０１は誘電体基板の背面全体に貼り合せられた導体板、１０２は誘電体基板４の上面に基板中央に配置された円形導体板、３は基板と垂直でｚ軸方向と平行な線状の導体棒であり、円形導体板１０２との間に隙間を有し、接触しないように構成されている。６０１〜６０３は３つの給電端であり、それぞれの給電端を給電手段に接続することによって、アンテナを給電することができる。ここで、円形導体板１０２の中央はｘｙｚ軸で示される空間の原点にあると仮定する。

円形導体板１０２はパッチアンテナであり、給電端６０１または給電端６０２から給電を行うと、アンテナ上面のＺ軸上において、それぞれｘ軸とｙ軸に平行な偏波の電界が観測される。これは、給電端６０１と６０２がそれぞれｘ軸とｙ軸上にあり、円形導体板１０２により構成されるパッチアンテナの励振電流方向がそれぞれｘ軸とｙ軸と平行になるためである。また、円形導体板１０２により構成されるパッチアンテナは、導体板１０１を地導体とする円形誘電体基板４の中央に存在するため、基板のサイズが有限であっても、地導体に流れる電流は、原点を基準として対称に流れ、アンテナ上面のｚ軸上から観測される電界の方向に影響を与えないという特徴がある。

さらに、給電端６０３から給電を行うと、導体棒３はモノポールアンテナとして動作し、ｘｙ面上では、ｚ軸と平行な電界が観測される。円形地導体１０１の中央に導体棒３によるモノポールアンテナが構成されるため、地導体のサイズが有限であっても、地導体に流れる電流は、原点を基準として対称に流れ、ｘｙ面から観測される電界の方向に影響を与えないという特徴がある。したがって、このアンテナは、給電端６０１、６０２、６０３に給電することによって、電界方向（以下、偏波または偏波方向）がｘ軸、ｙ軸、ｚ軸と平行である放射が得られる。
２００４年電子情報通信学会総合大会、ＳＢ−１−７

ところで、上述した従来技術による、異なる偏波の複数のアンテナを一体化した無線通信用アンテナでは、任意の１つの給電端のみに給電を行う場合、所望の偏波成分に対して異なる方向の偏波（交さ偏波）の発生を抑制するために、波長に対して十分に大きな地導体付きの誘電体基板を用いるか、円形の地導体付き誘電体基板の中央に全てのアンテナを構成する必要があった。そのため、誘電体基板の形状やアンテナの配置に制限があり、小型の無線通信に適した十分に小型のアンテナの実現が困難であった。また、パッチアンテナを用いているため、実効波長における半波長のアンテナの幅と長さが必要になり、さらなるアンテナの小型化が困難であるという問題があった。

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、交さ偏波が発生しても問題とならない無線通信において、偏波を利用して小型のアンテナを一体化することによって、小型化することができ、かつ放射効率を高くすることができるアンテナ装置および無線通信システムを提供することにある。

上述した課題を解決するために、本発明は、導体板と該導体板に垂直な導体俸とを具備するアンテナ装置であって、前記導体板は、該導体板の輪郭部より導体板内部に達し、かつ該導体板を分断しないように形成された２つ以上の空隙を有し、前記導体棒は、前記導体板内に形成された開口部によって前記導体板と接触しないよう配置され、前記導体棒の一方の端部付近に前記２つ以上の空隙の端部が存在することを特徴とする。

本発明は、上記の発明において、前記導体棒は、前記導体板と平行な平板、またはインダクタ性または容量性のいずれかのリアクタンス素子を有するか、あるいはらせん状、渦巻き状または蛇行状の形状からなることを特徴とする。

本発明は、上記の発明において、前記導体板は、略直角となる角部を形成する２辺以上の直線状の輪郭部を有し、前記空隙は、それぞれ一方の端部が前記直線状の輪郭部上に位置するように前記導体板上に形成されたことを特徴とする。

本発明は、上記の発明において、前記導体板は、略直角となる２つ以上の角部を形成する輪郭部を有し、前記導体棒は、前記角部のそれぞれの近傍に配置され、前記空隙は、それぞれ一方の端部が前記角部を形成する輪郭部上に位置し、それぞれの他方の端部が前記導体棒の一方の端部近傍に位置するように前記導体板上に形成されたことを特徴とする。

本発明は、上記の発明において、前記導体板は、前記空隙の全長より短く、かつ前記空隙のうち隣り合う空隙の間に、該導体板の輪郭部より導体板内部に達し、かつ該導体板を分断しない無給電空隙を有することを特徴とする。

本発明は、上記の発明において、前記空隙のうち隣り合う空隙の間に、前記導体板に一方の端部が接続された無給電導体棒を具備し、前記無給電導体棒は、直線状の形状からなるか、あるいは前記導体板と平行な平板を有するか、あるいはインダクタ性または容量性のいずれかのリアクタンス素子を有するか、あるいはらせん状または渦巻き状または蛇行状の形状からなることを特徴とする。

本発明は、上記の発明において、前記空隙は、その少なくとも２つの空隙が半直線状であり、その形成方向の角度差が７０度〜１１０度の範囲になるように形成されることを特徴とする。

本発明は、上記の発明において、前記空隙は、最も近接する２つの空隙の端部と前記導体棒の一方の端部とが真空における動作周波数の１／４波長の円内に入るように配置されることを特徴とする。

本発明は、上記の発明において、前記導体板は、誘電体板と接着された誘電体基板であることを特徴とする。

また、上述した課題を解決するために、本発明は、複数の異なる信号または同一の信号を同時に出力可能な複数の送信手段を具備する信号送信装置と、複数の異なる信号または同一の信号をら同時に入力可能な複数の受信手段を具備する信号受信装置とを用いる無線通信システムであって、請求項１ないし９のいずれかに記載のアンテナ装置の前記導体棒または前記空隙が、前記複数の送信手段または前記複数の受信手段と接続されることを特徴とする。

この発明によれば、導体板に、該導体板の輪郭部より導体板内部に達し、かつ該導体板を分断しないように形成された２つ以上の空隙を形成し、前記導体棒を、前記導体板内に形成された開口部によって前記導体板と接触しないよう配置し、前記導体棒の一方の端部付近に前記２つ以上の空隙の端部を設ける。したがって、モノポールアンテナとして動作する導体棒とノッチアンテナとして動作する空隙との間の結合を低く抑制することができ、アンテナ素子間の結合による放射効率の低下も抑制することができる。また、導体棒と空隙は約１／４波長の長さで実現できるため、半波長アンテナを用いた場合と比べてアンテナを小型化することができる。ゆえに、偏波の利用によって、小型化・結合低減・高い放射効率を同時に実現可能なアンテナ装置を構成することができるという利点が得られる。

また、本発明によれば、前記導体棒を、前記導体板と平行な平板、またはインダクタ性または容量性のいずれかのリアクタンス素子を有するか、あるいはらせん状、渦巻き状または蛇行状の形状とする。したがって、導体棒を、前記導体板と平行な平板、またはインダクタ性または容量性のいずれかのリアクタンス素子を有するようにした場合には、直線状モノポールアンテナと比べて長さを短くでき、アンテナを低姿勢に構成することができる。これによって、アンテナを小型化することができるため、小型の無線通信端末への実装が容易になる。また、導体棒に導体板と平行な平板か容量性のリアクタンス素子を実装した場合には、導体棒に装荷された導体板またはリアクタンス素子を流れる電流は小さく、空隙により構成されるノッチアンテナの特性に与える影響は小さく、ノッチアンテナとして動作する空隙とモノポールアンテナとして動作する導体棒との結合量には殆ど影響しない。ゆえに、偏波の利用によって、小型化・結合低減・高い放射効率を同時に実現可能なアンテナ装置を構成することができるという利点が得られる。

また、本発明によれば、前記導体板を、略直角となる角部を形成する２辺以上の直線状の輪郭部を有する形状とし、前記空隙を、それぞれ一方の端部が前記直線状の輪郭部上に位置するように前記導体板上に形成する。したがって、２つの空隙に給電すると、導体板を地導体とする２つのノッチアンテナとして動作し、２つの輪郭線の方向が直交するため、ノッチアンテナを給電したことによって２辺に生ずる電流方向も直交するため、２つのノッチアンテナの結合量を低減することができる。また、小型の無線通信端末に実装する場合、端末の筐体または端末内部の基板等、端末の一部に直角な角を利用してアンテナを実装することができるため、２つのノッチアンテナの結容量低減と端末との一体化によるアンテナの小型化とを両立することができる。ゆえに、偏波の利用によって、小型化・結合低減・高い放射効率を同時に実現可能なアンテナ装置において、アンテナ間の結合の低減と端末との一体化によるさらなるアンテナの小型化を実現することができるという利点が得られる。

また、本発明によれば、前記導体板を、略直角となる２つ以上の角部を形成する輪郭部を有する形状とし、前記導体棒を、前記角部のそれぞれの近傍に配置し、前記空隙を、それぞれ一方の端部が前記角部を形成する輪郭部上に位置し、それぞれの他方の端部が前記導体棒の一方の端部近傍に位置するように前記導体板上に形成する。したがって、１つの角周辺にある２つの空隙に給電すると、導体板を地導体とする２つのノッチアンテナとして動作する。角周辺の輪郭線の方向が直交するため、ノッチアンテナを給電したことによって２辺に生ずる電流方向も直交し、２つのノッチアンテナの結合量を低減することができる。また、もう１つの角付近２つのノッチアンテナも全く同様に低い結合特性を示す。ゆえに、小型の無線通信端末に実装する場合、端末の筐体または端末内部の基板等、端末の一部の長方形である部位を利用してアンテナを実装することができるため、ノッチアンテナの結容量低減と端末との一体化によるアンテナの小型化を両立することができる。また、２つの角に３個ずつアンテナを構成することができるので、２つの角を利用した場合には、合計で６個のアンテナを実装することができるようになる。また、４つの角全てを利用した場合には、１２個のアンテナを実装することが可能になる。ゆえに、偏波の利用によって、小型化・結合低減・高い放射効率を同時に実現可能なアンテナ装置において、無線端末の長方形である部位の角を利用することによって６つ以上の多数のアンテナを実装することができるという利点が得られる。

また、本発明によれば、前記導体板に、前記空隙の全長より短く、かつ前記空隙のうち隣り合う空隙の間に、該導体板の輪郭部より導体板内部に達し、かつ該導体板を分断しない無給電空隙を形成する。したがって、１つの角周辺にある２つの空隙に給電すると、導体板を地導体とする２つのノッチアンテナとして動作する。角周辺の輪郭線の方向が直交しているため、ノッチアンテナを給電したことによって２辺に生ずる電流方向も直交し、２つのノッチアンテナ同士の結合量を低減することができる。また、もう１つの角付近２つのノッチアンテナ同士も全く同様に低い結合特性を示す。一方、２つの励振方向の等しいノッチアンテナの間に無給電ノッチアンテナとして動作する空隙を形成し、空隙の長さを他の空隙よりも短くすることによって、隣接する励振方向の等しいノッチアンテナの間の結合を低減することが可能となる。ゆえに、偏波の利用によって、小型化・結合低減・高い放射効率を同時に実現可能なアンテナ装置において、無線端末の長方形である部位の角を利用することによって多数のアンテナを実装することを可能とするとともに、隣り合う平行な空隙が近接した場合でも空隙の間の結合を低減することができるという利点が得られる。

また、本発明によれば、前記空隙のうち隣り合う空隙の間に、前記導体板に一方の端部が接続された無給電導体棒を設け、前記無給電導体棒を、直線状の形状からなるか、あるいは前記導体板と平行な平板を有するか、あるいはインダクタ性または容量性のいずれかのリアクタンス素子を有するか、あるいはらせん状または渦巻き状または蛇行状の形状とする。したがって、角付近に構成された２つの導体棒がモノポールアンテナとして動作し、２つのモノポールアンテナの間に配置される導体棒が無給電のモノポールアンテナとして動作する。直線状導体棒の長さ、または導体棒と接続される導体板と平行な平板の形状、または導体板に一方が接続された導体棒はインダクタ性または容量性のリアクタンス素子のリアクタンス値、またはらせん状または渦巻き状または蛇行形状である導体棒の長さを適切に与えることによって、２つのモノポールアンテナの間の結合を低減することができる。ゆえに、偏波の利用によって、小型化・結合低減・高い放射効率を同時に実現可能なアンテナ装置において、隣り合う導体棒によるモノポールアンテナが近接した場合でもモノポールアンテナの間の結合を低減することができるという利点が得られる。

また、本発明によれば、前記空隙の少なくとも２つの空隙を半直線状とし、その形成方向の角度差を７０度〜１１０度の範囲になるようにする。したがって、ノッチアンテナとして動作する空隙の方向を７０度〜１１０度とすることによって、２つの空隙付近に流れる電流の方向がほぼ直交とすることができ、２つのノッチアンテナの主偏波がほぼ直交する。導体棒により構成されるモノポールアンテナの主偏波が２つのノッチアンテナいずれに対しても直交するため、３つのアンテナの主偏波が互いに直交し、非常に低いアンテナ間の結合を実現する３偏波共用アンテナとして動作する。ゆえに、３つの偏波の利用によって、小型化・結合低減・高い放射効率を同時に達成することができるという利点が得られる。

また、本発明によれば、前記空隙を、最も近接する２つの空隙の端部と前記導体棒の一方の端部とが真空における動作周波数の１／４波長の円内に入るように配置する。したがって、２つの空隙は、２つのノッチアンテナとして動作し、導体棒は、モノポールアンテナとして動作する。３つのアンテナの端部を全て近接させて１／４波長である円内に構成させることによって、アンテナを小型に構成することができるだけではなく、ノッチアンテナとモノポールアンテナとの間の結合を非常に低く抑制することができる。ゆえに、ノッチアンテナとモノポールアンテナとの間の結合を非常に低く抑制することができ、小型化・結合低減・高い放射効率を同時に達成することができるという利点が得られる。

また、本発明によれば、前記導体板を、誘電体板と接着された誘電体基板とする。したがって、誘電体基板を用いることによって多数のアンテナの給電回路をアンテナと一体に構成することが可能となるため、給電回路を含めてアンテナを小型にすることができる。また、誘電体基板を持つ無線通信端末の２つの角を利用してアンテナを構成することによって、無線通信端末と一体にアンテナを構成することができる。このため、無線通信端末を含めてアンテナを小型することができる。ゆえに、偏波の利用によって、小型化・結合低減・高い放射効率を同時に達成することができ、無線通信端末と一体に小型化することができるという利点が得られる。

また、本発明によれば、アンテナ装置の前記導体棒または前記空隙を、信号送信装置における、複数の異なる信号または同一の信号を同時に出力可能な複数の送信手段と、信号受信装置における、複数の異なる信号または同一の信号をら同時に入力可能な複数の受信手段とに接続する。したがって、放射された複数の異なる高周波信号が異なる偏波で送受信されることによって、異なる偏波で放射された信号同士が互いに干渉されずに、分離した信号として受信することができる。そのため、信号処理装置による信号の分離作業が軽減されるため、信号処理装置の負荷・回路規模を減少することが可能になり、無線通信端末の消費電力やコストを軽減することができるようになる。

また、アンテナ装置を構成するノッチアンテナとして動作する空隙やモノポールアンテナとして動作する導体棒の間の電磁的な結合が低いため、信号受信装置に入力される高周波複数の信号の間の相関を低下させることができる。同時に、電磁的な結合を下げることによって、アンテナの放射効率を向上させることができるので、信号受信装置に入力する信号電力を向上させることができ、Ｓ／Ｎ（信号対雑音比）を改善することができる。したがって、信号間の相関の低減とＳ／Ｎ改善の両方の効果によってＭＩＭＯチャネルの伝送容量を飛躍的に向上させることができる。

また、送信側および受信側に多数のアンテナを小型に実装することが可能であるため、アンテナを含めた信号送信装置の外形またはアンテナを含めた信号受信装置の外形を小型化することができる。したがって、小型の無線装置への適用が可能になり、例えば、小型無線端末間での端末間通信においても多数のアンテナを使った高速なＭＩＭＯ伝送を実現することができる。ゆえに、ＭＩＭＯ伝送における、無線通信端末の消費電力やコストの軽減、複数の高周波受信信号の相関の低下と受信電力向上の両立によるＭＩＭＯチャネル容量の向上、無線装置の小型化、小型の無線通信端末間の通信への適用を可能とする。

以下、本発明の一実施形態によるアンテナ装置を、図面を参照して説明する。

Ａ．第１実施形態
図１は、本発明の第１実施形態によるアンテナ装置を示す模式図である。図において、ｘｙ面内にある円形導体板１には、導体板の輪郭線より導体内部に達するが導体板を分断しない蛇行する空隙２１１と直線状の空隙２１２とが設けられている。また、円形導体板１と垂直に導体棒３が構成され、円形導体板１と導体棒３とは円形空隙２１３によって接触しないようになっている。また、導体棒３は、ｚ軸上にあるものと仮定する。導体棒３と円形導体板１との間に、交流の電位差を付与（以下、給電と呼ぶ）すると、導体棒３は導体板１を地導体としたモノポールアンテナとして動作する。空隙２１１に給電すると、導体板１を地導体としたノッチアンテナとして動作する。

ここで、導体棒３は、ｚ軸と平行であるため、ｘｙ面内で観測される偏波方向は、ｚ軸と平行となり、垂直偏波のアンテナとして動作する。ノッチアンテナ２１１、２１２に給電すると、ノッチアンテナを構成する導体板１がｘｙ面に平行であるため、ｘｙ面内では水平偏波が観測される。しかし、空隙２１１、２１２によるノッチアンテナ２１１、２１２の向きおよび形状が異なるため、ｚ軸上から観測すると、異なる偏波が観測される。よって、導体棒３、空隙２１１、２１２によるノッチアンテナに給電することによって、異なる偏波特性の放射パターンが得られる。特に、導体棒３と空隙２１１によるノッチアンテナ、または導体棒３と空隙２１２によるノッチアンテナは、主偏波の方向が直交するため、低い結合量を実現できる。

本第１実施形態では、小型化のために地板サイズが小さく、アンテナ形状の対称性が低いため、放射パターンは、有限地板端部により散乱され、交さ偏波のレベルを低く抑制することは困難である。しかしながら、モノポールアンテナとノッチアンテナとの間の結合を低く抑制することが可能であり、アンテナ素子間の結合による放射効率の低下も抑制することができる。

また、空隙２１１、２１２によるノッチアンテナは約１／４波長の長さで実現できるため、半波長アンテナを用いずに、偏波の異なるノッチアンテナ２１２と２１２を構成することによって、半波長アンテナを用いた場合と比べてアンテナを小型化できる。したがって、本第１実施形態では、偏波の利用によって、小型化・結合低減・高い放射効率を同時に実現可能なアンテナ装置が構成可能となる。

Ｂ．第２実施形態
次に、図２は、本発明の第２実施形態によるアンテナ装置を示す模式図である。なお、図１に対応する部分には同一の符号を付けて説明を省略する。図において、導体棒３２１は、導体板１と平行である円形の導体板を一方の端部（上方の端部）に具備する。導体棒３２１と導体板１との間に給電すると、導体棒３２１の上方の円形導体板と導体板１とによりキャパシタが形成されるため、導体棒３２１は導体板１を地導体とした容量装荷モノポールアンテナとして動作する。

アンテナ装置の低姿勢化を図るために、導体棒３２１の長さを短くした場合には、モノポールアンテナの共振周波数が上昇するため、所望の帯域とアンテナ共振周波数が大きくずれる。したがって、所望帯域における送受信特性が大きく劣化するという問題があったが、容量装荷モノポールアンテナは、共振周波数を上昇せずに、モノポールアンテナと比べてｚ軸方向の長さが短くできるため、低姿勢に構成することができる。これによって、第１実施形態と比べてアンテナをコンパクトに実現できるため、より小型の端末へ容易に実装できる。また、導体棒３１２上方の円形の導体板は、キャパシタとして動作するため、導体板上を流れる電流は小さく、ノッチアンテナ２１１や２１２の特性に与える影響は小さく、また、ノッチアンテナ２１１や２１２と導体棒３２１の容量装荷モノポールアンテナとの結合量には殆ど影響しない。

図２（ａ）に示す例において、導体棒３２１を図２（ｂ）〜（ｅ）に示す形状の導体棒に取り替えても同様の効果が得られる。図２（ｂ）は、インダクタ性または容量性のリアクタンス素子を具備する導体棒であり、素子のインピーダンスはｊＸである。インダクタ性の素子では、Ｘが正となり、容量性の素子ではＸが負になる。このように、リアクタンス素子を用いることによって、モノポールアンテナとして動作する導体棒のインピーダンスを調整し、導体棒の長さが１／４波長よりも短い場合でも、アンテナを共振させることができるため、アンテナを低姿勢に形成することができる。

図２（ｃ）〜（ｅ）は、モノポールアンテナとして動作する導体棒を変形することによってアンテナ装置の低姿勢化を図るものである。図２（ｃ）は、らせん形状を有する導体棒であり、らせん形状とすることによって、モノポールアンテナとして動作する導体棒の共振周波数を上昇させることなく、導体棒を低姿勢化することができる。図２（ｄ）は、渦巻き形状を有する導体棒だり、渦巻き形状とすることによって、モノポールアンテナとして動作する導体棒の共振周波数を上昇させることなく、導体棒を低姿勢化することができる。図２（ｅ）は、蛇行形状を有する導体棒であり、蛇行形状とすることによって、モノポールアンテナとして動作する導体棒の共振周波数を上昇させることなく、導体棒を低姿勢化することができる。

したがって、本第２実施形態では、偏波の利用によって、小型化・結合低減・高い放射効率を同時に実現可能なアンテナ装置を低姿勢に構成可能となる。

Ｃ．第３実施形態
次に、図３は、本発明の第３実施形態によるアンテナ装置を示す模式図である。なお、図１または図２に対応する部分には同一の符号を付けて説明を省略する。図において、１３１は輪郭の一部に直角である角を持つ導体板であり、直角である２辺にそれぞれ空隙２３１、２３２が形成されている。空隙２３１、２３２に給電すると、導体板１３１を地導体とする２つのノッチアンテナとして動作する。２辺の方向が直交するため、ノッチアンテナを給電したことによって２辺に生ずる電流方向も直交する。このため、ノッチアンテナ２３１、２３２の結合量を低減することができる。

本第３実施形態を小型の無線通信端末に実装する場合、端末の筐体または端末内部の基板等、端末の一部の直角な角を利用してアンテナを実装することができるため、２つのノッチの結容量低減と端末との一体化によるアンテナ小型化を両立できる。したがって、本第２実施形態では、偏波の利用によって、小型化・結合低減・高い放射効率を同時に実現可能なアンテナ装置において、アンテナ間の結合の低減と端末との一体化によるさらなるアンテナの小型化が実現可能となる。

Ｄ．第４実施形態
次に、図４は、本発明の第４実施形態によるアンテナ装置を示す模式図である。なお、前述した各図に対応する部分には同一の符号を付けて説明を省略する。図において、ｘｙ面内にある長方形導体板１４１の１つの直角である角の付近には、導体板の輪郭線より導体内部に達するが導体板１４１を分断しない直線状の空隙２４１、２４２と、導体板１４１と垂直に導体棒３４１とが形成されている。導体板１４１と導体棒３４１とは、円形の空隙によって接触しないようになっている。また、導体棒３４１はｚ軸と平行であるものと仮定する。また、もう１つの角付近にも同様に、空隙２４３、２４４と、導体棒３４２とが形成されている。

角付近に構成されたノッチアンテナ２４１、２４２と、導体棒３４１とは、モノポールアンテナとして動作し、前述した第３実施形態と全く同様に動作する。そのため、空隙２４１、２４２に給電すると、導体板１４１を地導体とする２つのノッチアンテナとして動作する。２辺の方向が直交するため、ノッチアンテナを給電したことによって２辺に生ずる電流方向も直交する。このため、ノッチアンテナ２４１、２４２の結合量を低減することができる。また、もう１つの角付近のノッチアンテナ２４３、２４４と、導体棒３４２とのモノポールアンテナからなる部位も全く同様に動作し、ノッチアンテナ２４３、２４４の間では低い結合量が得られる。

本第４実施形態を小型の無線通信端末に実装する場合、端末の筐体または端末内部の基板等、端末の一部の長方形である部位を利用してアンテナを実装することができるため、ノッチアンテナの結容量低減と端末との一体化によるアンテナ小型化を両立できる。また、２つの角に３個ずつアンテナを構成することができるので、２つの角を利用した場合には合計で６個のアンテナを実装することができるようになる。また、４つの角全てを利用した場合には、１２個のアンテナを実装することが可能になる。したがって、本第４実施形態では、偏波の利用によって、小型化・結合低減・高い放射効率を同時に実現可能なアンテナ装置において、無線端末の長方形である部位の角を利用することによって６つ以上の多数のアンテナを実装することが可能になる。

Ｅ．第５実施形態
次に、図５は、本発明の第５実施形態によるアンテナ装置を示す模式図である。なお、前述した各図に対応する部分には同一の符号を付けて説明を省略する。図において、ｘｙ面内にある長方形導体板１４１の１つの直角である角の付近には、導体板１４１の輪郭線より導体内部に達するが導体板１４１を分断しない直線状の空隙２５１、２５２と、もう１つの隣あう角付近に同様に直線状の空隙２５３、２５４とが形成されている。また、２つの角を結ぶ辺の中点に直線状空隙２５５が形成されている。直線状の空隙２５２、２５３と空隙２５５とは互いに平行であり、空隙２５５の長さは、空隙２５２、２５３よりも短く、空隙２５５だけは給電手段を持たない無給電の空隙である。

角付近に構成された空隙２５１、２５２、２５３、２５４はノッチアンテナ、導体棒３４１、３４２はモノポールアンテナとして動作し、上述した第４実施形態と全く同様に動作する。そのため、ノッチアンテナ２５１、２５２の結合と、ノッチアンテナ２５１とモノポールアンテナ３４１、あるいはノッチアンテナ２５２とモノポールアンテナ３４１との間の結合は低い値が得られる。もう一方の角に構成された、空隙２５３、２５４、導体棒３４２についても同様である。

しかし、従来は、空隙２５２、２５３のノッチアンテナは、励振方向が等しく、また距離も接近するような場合には結合量を低下することが困難であった。本第５実施形態では、２つの角を結ぶ辺の中点に無給電の空隙２５５を形成しており、該空隙２５５の空隙の長さを他の空隙よりも短くすることによって、空隙２５５と隣接する空隙２５２または空隙２５３のノッチアンテナとの結合により空隙２５５に励起される電流の位相を調整し、例えば空隙２５２に給電する場合には、空隙２５２から空隙２５３に届く放射位相と、空隙２５５から空隙２５３に届く放射位相とを逆相にすることによって、空隙２５２に給電することによって空隙２５３に励起される電流を打ち消すことが可能となる。空隙２５３に給電した場合も同様である。したがって、空隙２５２、２５３のノッチアンテナの間の結合を低減することが可能となる。

したがって、本第５実施形態では、偏波の利用によって、小型化・結合低減・高い放射効率を同時に実現可能なアンテナ装置において、無線端末の長方形である部位の角を利用することによって多数のアンテナを実装することを可能とすると同時に、隣り合うノッチアンテナが近接した場合でもノッチアンテナ間の結合を低減することが可能なアンテナ装置が実現される。

Ｆ．第６実施形態
次に、図６は、本発明の第６実施形態によるアンテナ装置を示す模式図である。なお、前述した各図に対応する部分には同一の符号を付けて説明を省略する。図において、ｘｙ面内にある長方形導体板１４１の１つの直角である角の付近には、導体板１４１と垂直に導体棒３６１が形成され、導体板１４１と導体棒３６１とは、円形の空隙によって接触しないようになっている。また、導体棒３６１は、ｚ軸と平行であるものと仮定する。また、もう１つの角付近にも同様に、導体棒３６２が形成されている。さらに、導体棒３６１と導体棒３６２との中間には、無給電のらせん状の導体棒３６３が形成されており、一端が導体板１４１に短絡されている。角付近に構成された空隙２５１、２５２、２５３、２５４はノッチアンテナ、導体棒３６１、３６２はモノポールアンテナとして動作し、上述した第５実施形態と全く同様に動作する。

そのため、空隙２５１、２５２のノッチアンテナの結合と、空隙２５１のノッチアンテナと導体棒３６１のモノポールアンテナ、あるいは空隙２５２のノッチアンテナと導体棒３６１のモノポールアンテナとの間の結合は、低い値が得られる。もう一方の角に構成された、空隙２５３、２５４、導体棒３６２についても同様である。また、無給電の空隙２５５によって、空隙２５２、２５３のノッチアンテナは近接しているにもかかわらず、低い結合量が実現されている。

らせん状の導体棒３６３は、線の長さを導体棒３６１や導体棒３６２と比べて長く与えてある。らせん状の導体棒３６３の長さを適切に与えることによって、導体棒３６１、３６２の結合を低減することができる。例えば、導体棒３６１に給電する場合には、導体棒３６１から導体棒３６２に届く放射位相と、導体棒３６１との電磁結合によって励振される導体棒３６３から導体棒３６２に届く放射位相を逆相にすることによって、導体棒３６２に励起される電流を打ち消すことが可能となる。導体棒３６２に給電した場合も同様である。以上の理由によって、導体棒３６１、３６２のモノポールアンテナの間の結合を低減することが可能となる。

本第６実施形態では、全てのアンテナの間で低い結合量を実現することができる。したがって、本第６実施形態では、偏波の利用によって、小型化・結合低減・高い放射効率を同時に実現可能なアンテナ装置において、無線端末の長方形である部位の角を利用することによって多数のアンテナを実装することを可能とするとともに、隣り合うノッチアンテナが近接した場合でもノッチアンテナ間の結合を低減することが可能で、さらに隣り合うモノポールアンテナが近接した場合でもモノポールアンテナの間の結合を低減することが可能であり、全てのアンテナの間で低い結合量が得られるアンテナ装置が実現される。

Ｇ．第７実施形態
次に、図７は、本発明の第７実施形態によるアンテナ装置を示す模式図である。なお、前述した各図に対応する部分には同一の符号を付けて説明を省略する。図において、円形導体板１は、ｘｙ面上に存在し、中心が原点である正円形である。２７１と２７２は、導体板１上に構成される直線状の空隙であり、空隙２７１、２７２の方向は、それぞれｘ軸とｙ軸方向に平行であり、その延長線は原点で互いに直交する。また、導体棒３の一方の端と空隙２７１の端部と空隙２７２の端部とは、導体板１が存在するｘｙ面上の半径が１／４波長である円内に存在するものとする。ここで、１波長は、本第７実施形態のアンテナの動作周波数における真空中の波長を意味する。

空隙２７１、２７２の方向を直交させることによって、空隙２７１、２７２の付近に流れる電流の方向を直交させることができる。主偏波は、空隙２７１のノッチアンテナはｙ軸と平行、空隙２７２のノッチアンテナはｘ軸と平行であり、完全に直交する。また、導体棒３のモノポールアンテナの主偏波は、ｚ軸に平行であり、これも他の２つのアンテナと直交する。３つのアンテナの端部を全て近接させて１／４波長である円内に構成させることによって、アンテナを小型に構成できるだけではなく、アンテナがｘ軸、ｙ軸、ｚ軸の３つの軸付近に配置されるため、３つのアンテナの主偏波は互いに直交する。これにより、本第７実施形態は、非常に低いアンテナ間の結合を実現する３偏波共用アンテナとして動作する。したがって、本第７実施形態では、３つの偏波の利用によって、小型化・結合低減・高い放射効率を同時に実現可能なアンテナ装置を低姿勢に構成可能となる。

Ｈ．第８実施形態
次に、図８は、本発明の第８実施形態によるアンテナ装置を示す模式図である。なお、前述した各図に対応する部分には同一の符号を付けて説明を省略する。図において、１４１はｘｙ面内にある長方形導体板であり、４は長方形導体板１４１を地板とした長方形誘電体基板である。長方形導体板１４１の直角である１つの角の付近には、導体板１４１の輪郭線より導体内部に達するが導体板１４１を分断しない、それぞれｙ軸とｘ軸に平行な直線状の空隙２８１、２８２と、もう１つの隣あう角付近に同様にそれぞれｙ軸とｘ軸に平行な直線状の空隙２８３、２８４とが形成されている。

また、２つの角を結ぶ辺の中点に直線状空隙２８５が形成されている。空隙２８１、２８２は互いに直交し、空隙２８３、２８４も互いに直交する。直線状の空隙２８２、２８４、２８５は、互いに平行であり、空隙２８５の長さは、空隙２８２、２８４よりも短く、空隙２８５だけは給電手段を持たない無給電の空隙である。また、全ての空隙は長方形導体板の辺と直交するよう構成されている。

３８１、３８２は、導体板１４１と平行な円形導体板を上方の端部に持つ導体棒であり、導体棒３８１、３８２の方向はｚ軸と平行である。さらに、空隙２８１、２８２および導体棒３８１の端部は、半径が１／４波長の円内に近接して構成されており、空隙２８３、２８４、導体棒３８２も同様である。誘電体基板４の背面には、マイクロストリップ線路により構成された給電線路５８１〜５８６が構成され、線路の端部には給電端６８１〜６８６が形成されている。

給電端６８１に給電した場合には、給電線路５８１を介して空隙２８１により構成されるノッチアンテナが励振される。給電端６８２に給電した場合には、給電線路５８２を介して空隙２８２により構成されるノッチアンテナが励振される。給電端６８３に給電した場合には、給電線路５８３を介して空隙２８３により構成されるノッチアンテナが励振される。給電端６８４に給電した場合には、給電線路５８４を介して空隙２８４により構成されるノッチアンテナが励振される。

給電端６８５に給電した場合には、給電線路５８５を介して導体棒３８１の容量装荷モノポールアンテナが励振される。給電端６８６に給電した場合には、給電線路５８６を介して導体棒３８２の容量装荷モノポールアンテナが励振される。この構成では、特に、空隙２８５の無給電のノッチアンテナによって平行かつ近接する空隙２８２、２８４のノッチアンテナの結合を低減している。そのため、給電端６８２、６８４同士の結合を低減できる。

本第８実施形態では、２つのモノポールアンテナは、容量装荷モノポールアンテナであるため、モノポールの長さは、真空中の１／４波長より大幅に短く構成することが可能であり、低姿勢である。よって、誘電体基板を含めて平面構成のみで実現できる。本第８実施形態では、誘電体基板を用いることによって多数のアンテナの給電回路をアンテナと一体に構成することが可能となるため、給電回路を含めてアンテナを小型に構成することが可能である。また、誘電体基板を持つ無線通信端末の２つの角を利用して本発明のアンテナを構成することによって、無線通信端末と一体にアンテナを構成することができる。したがって、無線通信端末を含めてアンテナを小型に構成することができる。

したがって、本第８実施形態では、偏波の利用によって、小型化・結合低減・高い放射効率を同時に実現可能なアンテナ装置において、無線端末内部に構成される誘電体基板長方形である部位の２つの角を利用することによって多数のアンテナを実装することが可能なアンテナ装置が実現される。

次に、本第８実施形態によるアンテナ装置の数値解析を行った結果について説明する。ここで、図９（ａ）は、本第８実施形態によるアンテナ装置の解析モデルを示す概念図である。給電ポート＃１〜＃６は、それぞれ、図８（ｂ）の給電端６８１〜６８６に対応する。ここで、動作周波数ｆ_ｃにおける真空中の波長をλ_０とすると、基板形状はｗ_１＝０．５４λ_０、ｗ_２＝０．９４λ_０であり、ノッチアンテナの長さは、ｓ_１＝０．２５λ_０、ｓ_２＝０．２７λ_０、容量装荷モノポールの高さはｌ＝０．１０λ_０、容量である円形導体板の直径はｃ＝０．１７λ_０であり、基板の厚さと比誘電率と誘電正接をそれぞれ０．０１４λ_０、２．２、０．００１とした。また、本第８実施形態によるアンテナ装置は、対称構造を有するため、対称である部位についての説明を省略する。また、数値解析はモーメント法を用いて計算した。

図９（ｂ）は、近接する３つのアンテナの反射特性（給電ポート＃１、＃２、＃５：Ｓ_１１、Ｓ_２２、Ｓ_５５）と、結合特性（Ｓ_２１、Ｓ_５１、Ｓ_５２）である。中心周波数ｆ_ｃ周辺では、十分に低い−１５ｄＢ以下の反射特性が得られており、反射による損失は低く良好な特性が得られていることが分かる。結合特性は、−１５ｄＢ以下であり、もっとも近接する３つのアンテナは十分に低い結合量となることが確認できる。

次に、本第８実施形態によるアンテナ装置は、対称に構成されているため、対称な構造のアンテナ同士の結合量を評価した。ここで、図９（ｃ）に対称な構造のアンテナ同士の結合特性（Ｓ_３１、Ｓ_４２、Ｓ_６５）を示す。ポート＃１とポート＃３、ポート＃５とポート＃６は、−１０ｄＢ以下の低い結合量となるが、空隙２８５が無い場合には、ポート＃５とポート＃６は、−１０ｄＢ以上の高い結合量となることが分かった。無給電の空隙２８５を形成することによって、結合量は、−２０ｄＢ以下の非常に低い値となり、無給電の空隙２８５により結合を下げる効果があることが確認できる。

図１０（ａ）、（ｂ）に放射パターンを示す。ここで、｜Ｅ_θ｜、｜Ｅ_φ｜は、それぞれ電界のθ方向とφ方向の偏波成分を表す。また、図１０（ａ）、（ｂ）はそれぞれポート＃１とポート＃５に給電を行った場合の放射パターンである。ここで、図１０（ａ）のノッチアンテナの放射効率は８２％、図１０（ｂ）の容量装荷モノポールアンテナの放射効率は７６％であった。数値解析の結果により、いずれも高いレベルの交さ偏波が発生していることが確認できる。しかし、ポート＃１とポート＃５の結合は、図９（ｂ）より−２０ｄＢ以下であることから、交さ偏波が発生しても低い結合を実現し、また十分高い放射効率を実現できることが明らかになった。

次に、図１０（ｃ）は、図９（ａ）のアンテナ装置を受信装置に適用した６ｘ６ＭＩＭＯシステムの屋内環境におけるチャネル容量の計算結果を示す概念図である。ここで、１６ｘ１２ｘ２．６ｍの室内において部屋の対角線付近に送受信アンテナを配置し、アンテナ間距離に対する容量変化をレイトレース法から得たチャネル応答行列により求めた。送信アンテナは、３つのダイポールによる直交３偏波アンテナ２つを１波長間隔で配置して構成し、部屋の角から２．８ｍの位置に配置した。アレー長が１波長である垂直偏波６素子ダイポールアレーを送信側に、図９（ａ）と同形状の基阪上に形成した６素子の容量装荷モノポールアレーを受信側に配置した場合と比較した結果、本構成では、交さ偏波の発生にもかかわらず、モノポールアレーと比べて高いＭＩＭＯチャネル容量値が得られ、最大１０％チャネル容量を改善できることが明らかになった。

Ｉ．第９実施形態
次に、図１１は、本発明の第９実施形態によるアンテナ装置を示す模式図である。なお、前述した各図に対応する部分には同一の符号を付けて説明を省略する。図において、３９１と３９２は、導体板１４１と平行な円形導体板を上方の端部に持つ導体棒であり、導体棒３９１，３９２の方向はｚ軸と平行である。また、３９３は、導体板１４１と平行な円形導体板を上方の端部に持つ無給電の導体棒であり、一方の端が導体板１４１に短絡されている。また、導体棒３９３は、導体棒３９１、３９２に比べてやや長い。

本第９実施形態は、上述した第８実施形態に対して、無給電の容量装荷モノポール３９３を加えた構成であり、該容量装荷モノポール３９３によって、導体棒３９１と導体棒３９２との間の結合を低減する。全てのモノポールは、容量装荷モノポールアンテナであり、第８実施形態と同様に、低姿勢な平面構成で実現できる。したがって、本第９実施形態では、偏波の利用によって、小型化・結合低減・高い放射効率を同時に実現可能なアンテナ装置において、無線端末内部に構成される誘電体基板長方形である部位の２つの角を利用することによって多数のアンテナを実装することが可能なアンテナ装置であって、無給電のノッチアンテナと無給電の容量装荷モノポールアンテナとによって全てのアンテナ間の結合が低いアンテナ装置が実現される。

Ｊ．第１０実施形態
次に、図１２は、本発明の第１０実施形態によるアンテナ装置を示すブロック図である。なお、前述した各図に対応する部分には同一の符号を付けて説明を省略する。図において、信号送信装置７１は、入力信号を６つに分割可能する信号処理装置７１１と、信号処理装置７１１に接続される６つの送信器７１２〜７１７とにより構成されている。６つの送信器７１２〜７１７の出力側は、給電線路５１によって前述した第５実施形態で説明したものと同形状のアンテナ装置と接続される。また、前述した第５実施形態で説明したものと同形状のもう１つのアンテナ装置は、給電線路５２によって、信号受信装置７２に構成される６つの受信器７２１〜７２６と接続されており、６つの受信器７２１〜７２６は、信号処理装置７２７に接続されている。以上の構成によって、本第１０実施形態は、ＭＩＭＯ伝送装置として動作する。

入力信号は、信号送信装置７１において、信号処理装置７１１により６つに分割され、信号送信装置内部に構成された６つの送信器７１２〜７１７にて、無線により送信が可能となる６つの異なる高周波信号に変換される。信号送信装置７１の６つの送信器７１２〜７１７から同時に出力された高周波信号は、それぞれ、給電線路５１によって伝送され、空隙２５１、２５２、２５３、２５４により構成されるノッチアンテナ、または導体棒３４１、３４２により構成されるモノポールアンテナに給電されることによって、３つの直交する偏波の電磁波として放射される。

放射された高周波信号は、もう１つのアンテナ装置によって３つの直交する偏波成分に分離されて受信される。受信側のアンテナ装置の空隙２５１、２５２、２５３、２５４により構成されるノッチアンテナ、または導体棒３４１、３４２により構成されるモノポールアンテナで同時に受信された高周波信号は、それぞれ、給電線路５２を介して受信器７２１〜７２６に到達する。受信された高周波信号は、これら受信器７２１〜７２６から信号処理装置７２７に入力され、出力情報として取り出される。

以上に述べた仕組みによって、本第１０実施形態は、６×６ＭＩＭＯ伝送装置として動作する。本第１０実施形態では、放射された６つの異なる高周波信号が３つのいずれかの偏波で送受信されることによって、異なる偏波で放射された信号同士は、互いに干渉されずに、分離した信号として受信できる。そのため、信号処理装置による信号の分離作業が軽減されるため、信号処理装置の負荷・回路規模を減少することが可能になり、無線通信端末の消費電力やコストを軽減することができるようになる。

また、本第１０実施形態では、アンテナ装置を構成するノッチアンテナとして動作する空隙やモノポールアンテナとして動作する導体棒の間の電磁的な結合が低いため、信号受信装置に入力される高周波複数の信号の間の相関を低下させることができる。同時に、電磁的な結合を下げることによって、アンテナの放射効率を向上させることができるので、信号受信装置に入力する信号電力が向上し、Ｓ／Ｎ（信号対雑音比）を改善することができる。したがって、信号間の相関の低減とＳ／Ｎ改善との両方の効果によってＭＩＭＯチャネルの伝送容量を飛躍的に向上することができる。

また、本第１０実施形態は、送信側および受信側に多数のアンテナを小型に実装することを可能とするため、アンテナを含めた信号送信装置の外形、またはアンテナを含めた信号受信装置の外形を小型化することができる。したがって、小型の無線装置への適用が可能になり、例えば、小型無線端末間での端末間通信においても多数のアンテナを使った高速なＭＩＭＯ伝送を実現することができる。以上に述べたように、本第１０実施形態によってＭＩＭＯ伝送における、無線通信端末の消費電力やコストの軽減、複数の高周波受信信号の相関の低下と受信電力向上との両立によるＭＭＯチャネル容量の向上、無線装置の小型化、小型の無線通信端末間の通信への適用を可能とする、アンテナ装置が実現される。

本発明の第１実施形態によるアンテナ装置を示す模式図である。 本発明の第２実施形態によるアンテナ装置を示す模式図である。 本発明の第３実施形態によるアンテナ装置を示す模式図である。 本発明の第４実施形態によるアンテナ装置を示す模式図である。 本発明の第５実施形態によるアンテナ装置を示す模式図である。 本発明の第６実施形態によるアンテナ装置を示す模式図である。 本発明の第７実施形態によるアンテナ装置を示す模式図である。 本発明の第８実施形態によるアンテナ装置を示す模式図である。 本発明の第９実施形態によるアンテナ装置を示す模式図である。 本第９実施形態によるアンテナ装置の数値解析結果について説明するための概念図である。 本第９実施形態によるアンテナ装置の数値解析結果について説明するための概念図である。 本発明の第１０実施形態によるアンテナ装置を示す模式図である。 従来技術による、異なる偏波の複数のアンテナを一体化した無線通信用アンテナ装置を示す斜視図である。

符号の説明

１…導体板
２１１、２１２…空隙
２１３…空隙（開口部）
３…導体棒
３２１…導体棒
１３１…導体板
１４１…導体板
３４１、３４２…導体棒
２４１、２４２、２４３、２４４…空隙
２５１、２５２、２５３、２５４、２５５…空隙
３６１、３６２…導体棒
３６３…らせん状の導体棒
２７１、２７２…空隙
２８１、２８２、２８３、２８４、２８５ 空隙
４…長方形誘電体基板
３８１、３８２…導体棒
３９１、３９２、３９３…導体棒
７１…信号送信装置
７１１…信号処理装置
７１２〜７１７…送信器
７２…信号受信装置
７２１〜７２６…受信器
７２７ 信号処理装置

Claims (10)

1. 導体板と該導体板に垂直な導体俸とを具備するアンテナ装置であって、
   前記導体板は、該導体板の輪郭部より導体板内部に達し、かつ該導体板を分断しないように形成された２つ以上の空隙を有し、
   前記導体棒は、前記導体板内に形成された開口部によって前記導体板と接触しないよう配置され、
   前記導体棒の一方の端部付近に前記２つ以上の空隙の端部が存在することを特徴とするアンテナ装置。
2. 前記導体棒は、前記導体板と平行な平板、またはインダクタ性または容量性のいずれかのリアクタンス素子を有するか、あるいはらせん状、渦巻き状または蛇行状の形状からなることを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
3. 前記導体板は、略直角となる角部を形成する２辺以上の直線状の輪郭部を有し、
   前記空隙は、それぞれ一方の端部が前記直線状の輪郭部上に位置するように前記導体板上に形成されたことを特徴とする請求項１または２記載のアンテナ装置。
4. 前記導体板は、略直角となる２つ以上の角部を形成する輪郭部を有し、
   前記導体棒は、前記角部のそれぞれの近傍に配置され、
   前記空隙は、それぞれ一方の端部が前記角部を形成する輪郭部上に位置し、それぞれの他方の端部が前記導体棒の一方の端部近傍に位置するように前記導体板上に形成されたことを特徴とする請求項１または２記載のアンテナ装置。
5. 前記導体板は、前記空隙の全長より短く、かつ前記空隙のうち隣り合う空隙の間に、該導体板の輪郭部より導体板内部に達し、かつ該導体板を分断しない無給電空隙を有することを特徴とする請求項４記載のアンテナ装置。
6. 前記空隙のうち隣り合う空隙の間に、前記導体板に一方の端部が接続された無給電導体棒を具備し、
   前記無給電導体棒は、直線状の形状からなるか、あるいは前記導体板と平行な平板を有するか、あるいはインダクタ性または容量性のいずれかのリアクタンス素子を有するか、あるいはらせん状または渦巻き状または蛇行状の形状からなることを特徴とする請求項４または５記載のアンテナ装置。
7. 前記空隙は、その少なくとも２つの空隙が半直線状であり、その形成方向の角度差が７０度〜１１０度の範囲になるように形成されることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載のアンテナ装置。
8. 前記空隙は、最も近接する２つの空隙の端部と前記導体棒の一方の端部とが真空における動作周波数の１／４波長の円内に入るように配置されることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載のアンテナ装置。
9. 前記導体板は、誘電体板と接着された誘電体基板であることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載のアンテナ装置。
10. 複数の異なる信号または同一の信号を同時に出力可能な複数の送信手段を具備する信号送信装置と、複数の異なる信号または同一の信号をら同時に入力可能な複数の受信手段を具備する信号受信装置とを用いる無線通信システムであって、
    請求項１ないし９のいずれかに記載のアンテナ装置の前記導体棒または前記空隙が、前記複数の送信手段または前記複数の受信手段と接続されることを特徴とする無線通信システム。
    
    
    
    

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