JP2008199474A

JP2008199474A - アンテナ装置

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Publication number: JP2008199474A
Application number: JP2007034781A
Authority: JP
Inventors: Fukuro Koshiji; 福朗越地; Toshiya Eguchi; 俊哉江口
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2007-02-15
Filing date: 2007-02-15
Publication date: 2008-08-28

Abstract

【課題】アンテナ装置に誘電体を装荷することにより、アンテナの特性を劣化させずにアンテナの広帯域化を図るとともにアンテナ装置の小型化を実現することを目的とする。
【解決手段】支持基板２と、前記支持基板２の第１面に形成され給電点４を有する平面状の第一放射板３，１８と、前記第１面に形成され前記給電点４に電気的に接続され前記支持基板２の一辺まで延在する伝送線路５と、前記第２面に形成された平面状の第二放射板８，１９と、を備えるアンテナ装置であって、前記第１面及び前記第２面の少なくとも一方の面には、前記支持基板の厚み方向から見た場合に前記伝送線路５の中心線に対して線対称の形状を有する誘電体１０が形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、アンテナ装置に係り、特に、放射板に誘電体が備えられたアンテナ装置に関する。

従来、ＵＷＢ（Ultra Wide band）用のアンテナ装置としては、一対の放射板をボウタイ型に配置することで広帯域特性を有するボウタイアンテナが知られている。本発明者らは、一対の放射板を用いるアンテナ装置において、平面視形状が異なる放射板を組み合わせて用いることにより共振点の数を増加させて、より広域特性が得られることを見出している。さらに、支持基板の両面に各放射板を配置させ、一方の放射板に一方の伝送線路を接続し、他方の放射板と一方の伝送線路とが支持基板を介して対向することにより、他方の放射板に別途伝送線路を接続させることなくアンテナ素子の一部を伝送線路の一部として用いることができることも見出している。

一方、近年の情報処理装置等の小型軽量化に伴って小型で薄型のアンテナ装置の開発が重要となっている。このような要求に応じて、平面型のアンテナ装置のアンテナ放射素子全体を誘電体で被覆するように構成したアンテナ装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。また、立体形状のアンテナ装置であって、アンテナ放射素子を支えるようにアンテナ放射素子全体を誘電体で包み込むように構成したアンテナ装置が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００６−０６７２５１号公報特開２００５−２６０３９５号公報

しかしながら、特許文献１又は特許文献２に記載されたアンテナ装置では、アンテナ放射素子全体を誘電体で被覆する構成であるためインピーダンス整合がとりにくく、アンテナ特性が劣化してしまうという問題があった。また、アンテナ装置全体を誘電体で被覆する構成であるため誘電体の損失によってアンテナ特性が劣化してしまうという問題があった。
また、特許文献２に記載されたアンテナ装置では、アンテナ放射素子の給電部分に誘電体が存在するためインピーダンス整合がとりにくく、損失が大きいという問題があった。

本発明は、前記した点に鑑みてなされたものであり、アンテナ装置に誘電体を装荷することにより、アンテナの特性を劣化させずに広帯域なアンテナ特性を維持するとともにアンテナ装置の小型化を実現することを目的とするものである。

前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、
支持基板と、
前記支持基板の第１面に形成され給電点を有する平面状の第一放射板と、
前記第１面に形成され前記給電点に電気的に接続され前記支持基板の一辺まで延在する伝送線路と、
前記第２面に形成された平面状の第二放射板と、を備えるアンテナ装置であって、
前記第１面及び前記第２面の少なくとも一方の面には、前記支持基板の厚み方向から見た場合に前記伝送線路の中心線に対して線対称の形状を有する誘電体が形成されていることを特徴とする。
例えば、放射板は、前記誘電体が形成されない領域を少なくとも一部有している。
また、例えば、前記誘電体は、いずれか一方の放射板の全体を被覆して形成されている。
また、例えば、前記誘電体は、いずれか一方の放射板の一部を被覆して形成されている。

また、請求項２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、
前記第一放射板及び前記第二放射板の各々は、前記支持基板の厚み方向から見た場合に前記伝送線路の中心線に対して線対称の形状を有し、前記第一放射板は前記給電点側の外縁が前記一辺に向けて弧状に膨出するように半円状に形成され、前記第二放射板は、略台形状を呈し、前記支持基板の厚み方向から見た場合に、前記第一放射板と重ならない場所に、前記給電点に対向する側に上底が位置するように形成されていることを特徴とする。

また、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、
前記第一放射板及び前記第二放射板の各々は、前記支持基板の厚み方向から見た場合に前記伝送線路の中心線に対して線対称の形状を有し、前記第一放射板は前記給電点側の外縁が前記一辺に向けて弧状に膨出するように形成され、前記第２放射版の外縁は、前記支持基板の厚み方向から見た場合に、前記伝送線路と重なる位置に前記第一放射板に向けて拡開するＶ字状の切欠き部を有するとともに、該Ｖ字状の切欠き部の両側には、該切欠き部と連続し、前記第一放射板側に向けて弧状に膨出する弧状膨出部を有し、前記弧状膨出部の外縁は、前記伝送線路から離間するに連れて前記第一放射板との距離が開くような形状となっていることを特徴とする。

また、請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のアンテナ装置において、
前記誘電体は、放射板の縁の少なくとも一部を被覆して形成されていることを特徴とする。

また、請求項５に記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のアンテナ装置において、
前記誘電体は、前記支持基板の厚み方向から見た場合に、前記給電点と重ならない部分に形成されていることを特徴とする。

請求項１から請求項３に記載の発明によれば、支持基板の少なくとも一方の面には、放射板の少なくとも一部を被覆し、かつ、伝送線路の延在方向に延びる中心線に対して線対称の誘電体が形成されているので、誘電体による波長短縮効果により最低共振周波数を低下させることができる。このためアンテナ装置を小型化することができる。

請求項４に記載の発明によれば、支持基板に備えられた放射板の縁の少なくとも一部を被覆するように誘電体が形成されているので、誘電体による波長短縮効果を効果的に得ることができ、最低共振周波数を低下させることができる。このためアンテナ装置を小型化することができる。

請求項５に記載の発明によれば、誘電体が放射板の給電点を回避して形成されていることにより、インピーダンス整合が取りやすく、このためアンテナ特性が向上し広帯域特性を維持することができる。

以下に、本発明に係るアンテナ装置の実施形態について、図面を参照して説明する。ただし、発明の範囲を図示例に限定するものではない。

[第１実施形態]
まず、第１実施形態に係るアンテナ装置１の構成について説明する。
図１に示すように、アンテナ装置１には、平板状の支持基板２が備えられている。支持基板２は、例えば、テフロン（登録商標）、ガラスエポキシ、ＦＲ−４、シリコン等、従来より用いられている絶縁性のものを適宜用いることができる。本実施形態においては、比誘電率ε＝２．６、厚さ０．６ｍｍに形成した支持基板２を用いるものとする。ここで、支持基板２の一面に備えられているものは実線で示し、支持基板２の他面に備えられているものは破線で示す。

図２に示すように、支持基板２の一面（以下、「第１面」という。）には、平面視半円状の第一放射板３が備えられている。第一放射板３は、例えば、銅、アルミニウム、金、銀、白金等の導電性の材料により薄膜状に形成されている。第一放射板３の半径は８〜１５ｍｍ程度が好ましく、本実施形態においては１３．５ｍｍとなっている。第一放射板３の縁部は、弧状に形成された円弧部と、円の直径からなる直線部と、から形成されている。第一放射板３の円弧頂点は給電点４となっており、給電点４には、第一放射板３の直線部と略直交する方向に延在されている伝送線路５が接続されている。伝送線路５は、その幅寸法が１．６ｍｍで一定になるように、支持基板２の縁部まで形成されている。伝送線路５の幅寸法に特に制限はないが、支持基板２の厚さや比誘電率によって最適な値が定まるようになっており、伝送線路５の幅寸法を小さくするほどアンテナ装置１のインピーダンスが高くなるようになっている。伝送線路５の他端には、電気信号を伝送する給電ケーブルなどの給電手段６が電気的に接続されており、給電手段６には信号処理装置等の信号源７が接続されている。また、第一放射板３は、伝送線路５の中心線に対して線対称の形状となっている。

図３に示すように、支持基板２の他面（以下、「第２面」という。）には、平面視略台形状の第二放射板８が備えられている。第二放射板８は、第一放射板３と同様に導電性の材料により薄膜状に形成されている。第二放射板８は、第一放射板３の円弧頂点にその上辺（上底）を対向させ、かつ、第一放射板３の直線部と第二放射板８の上辺及び下辺とが略平行になるように配置されている。第二放射板８も、伝送線路５の中心線に対して線対称の形状となっている。また、第一放射板３と第二放射板８とは、支持基板２において幅ｇ＝０．５ｍｍの間隙を設けるように備えられている。

第二放射板８の各辺の長さ寸法は、例えば、上辺が２０ｍｍ、下辺が３８ｍｍ、高さが２６ｍｍとなるように形成されている。第二放射板８の下辺中心部には、平面視矩形状のインピーダンス整合部９が備えられている。インピーダンス整合部９は第二放射板８と同様の材料により形成されたものであり、その大きさの一例としては横幅が１２ｍｍ、縦幅が３ｍｍとされている。アンテナのインピーダンス特性によってインピーダンス整合部９の寸法は適宜変更可能であるが、本実施形態においては小型化の観点からインピーダンス整合部９の縦幅を１〜１０ｍｍ程度とすることが好ましく、インピーダンス整合部９の横幅と伝送線路５（マイクロストリップ線路のストリップ導体）の幅を調整することによってアンテナ装置１のインピーダンスを調整できるようになっている。また、インピーダンス整合部９は、支持基板２の縁部で給電手段６に接続される。つまり、伝送線路５に対向する第二放射板８の一部分とインピーダンス整合部９とは伝送線路（マイクロストリップ線路）として機能するようになっている。

支持基板２の第一放射板３を備えた面（すなわち、第１面）には、第一放射板３を被覆する誘電体１０が第１面全体に貼着されている。誘電体１０は、伝送線路５の中心線に対して線対称の形状を有するように形成されている。誘電体１０は、例えば、テフロン（登録商標）、ガラスエポキシ、ＦＲ−４等を適宜用いることができる。本実施形態においては、比誘電率ε＝１０．２のセラミックを厚さ０．６ｍｍに貼着して用いている。

次に、本実施形態に係るアンテナ装置１による作用について説明する。
アンテナ装置１によって電波が送信される場合、まず、信号処理装置等の信号源７からの電気信号に基づいて給電手段６に所定の振幅及び位相で電流が流れる。すると、図２及び図３に中矢印で示すように、給電手段６から伝送線路５を介して第一放射板３及び第二放射板８に電流が流れる。
具体的には、信号源７は交流信号を出力するため、伝送線路５に接続されている給電手段６側にプラスの電荷が流入し、第二放射板８に接続されている給電手段６側にマイナスの電荷が流入するとき、支持基板２における第一放射板３が配置されている面においては、信号源７から出力された電流は、給電手段６を通しインピーダンス整合部９を介して伝送線路５に流れ、伝送線路５から第一放射板３に流れ、第一放射板３の円弧に沿って半円上端まで電流が流れる。このとき、支持基板２における第二放射板８が配置されている面においては、電流は第二放射板８の台形側辺下端から側辺に沿って側辺上端に向かって流れ、側辺上端から上辺中心部に向かって流れた後、上辺中心部から下辺中心部に向かって流れ、インピーダンス整合部９を介し、給電手段６を通して、信号源７に電流が流入する。
同様に、伝送線路５に接続されている給電手段６側にマイナスの電荷が流入し、第二放射板８に接続されている給電手段６側にプラスの電荷が流入するとき、支持基板２における第二放射板８が配置されている面においては、信号源７から出力された電流は、給電手段６を通し、インピーダンス整合部９を介して第二放射板８の下辺中心部から上辺中心部に向かって電流が流れ、上辺中心部から両側辺上端に向かって流れ、側辺上端から側辺に沿って側辺下端に向かって流れる。このとき、第一放射板３が配置されている面においては、電流は第一放射板３における半円上端から円弧に沿って第一放射板３の円弧中心部まで流れ、円弧中心部から伝送線路５に電流が流れ、給電手段６を通して信号源７に流入する。

アンテナ装置１により電波が受信される場合、第一放射板３又は第二放射板８が電波を受信すると、第一放射板３では円弧部又は直線部から円弧辺に沿って円弧頂点に、第二放射板８では両側辺に沿って上辺中心部に定在波電流が分布し、所定の振幅及び位相で電流が流れる。すると、第一放射板３からは、その円弧頂点から伝送線路５に電流が流れて給電手段６まで伝送される。また、第二放射板８からは、両側辺から両辺中心部まで電流が流れると、電流は上辺中心部からインピーダンス整合部９に向かって流れる。そして、電流はインピーダンス整合部９を経由して、給電手段６に伝送される。つまり、インピーダンス整合部９を備える第二放射板８は伝送線路としての機能も備えているので、第二放射板８から給電手段６に直接電流を伝送させるようになっている。

次に、アンテナ装置１のアンテナ特性を図４に示す。また、図４には比較例として、誘電体１０を備えていないアンテナ装置のアンテナ特性を一点鎖線で、両面に誘電体１０を備えたアンテナ装置のアンテナ特性を破線で示す。
アンテナ特性の指標の一つとしては、入力電圧と反射電圧の比から求められるリターンロス特性が挙げられる。リターンロスは反射係数ともいい、その値が小さいほどアンテナ装置としてマッチングがとれていることを示し、一般にはその値が−１０ｄＢ以下の範囲が使用帯域とされている。

図４に示すように、支持基板２の第１面に誘電体１０を貼着した場合には、誘電体１０を備えない場合と比較して最低共振周波数が大きく低下している。また、２．７〜７．６ＧＨｚの帯域が使用帯域となっている。
一方、アンテナ装置１の両面に誘電体１０を貼着した場合には、誘電体１０を備えない場合と比較して最低共振周波数は低下するものの、６〜９ＧＨｚの中高域において特性が劣化してしまい、使用帯域が顕著に狭くなってしまう。

以上より、本実施形態のアンテナ装置１によれば、最低共振周波数が大きく低下しているためアンテナ装置１の使用帯域を広帯域に維持しつつ、効果的に小型化を図ることができる。

[第２実施形態]
次に、第２実施形態に係るアンテナ装置１１について第１実施形態と異なる点を中心に述べる。なお、第１実施形態と同様の構成には同じ符号を付している。
本実施形態のアンテナ装置１１は、第１実施形態に係るアンテナ装置１とは誘電体１０の構成が異なっている。支持基板２の第二放射板８を備えた面（すなわち、第２面）には、第二放射板８被覆する誘電体１０が第２面全体に貼着されており、支持基板２の第１面には誘電体１０は貼着されていない。誘電体１０は、伝送線路５の中心線に対して線対称の形状を有するように形成されている。

続いて、アンテナ装置１１のアンテナ特性を図５示す。
図５に示すように、支持基板２の第２面に誘電体１０を貼着した場合には、誘電体１０を備えない場合と比較して最低共振周波数が低下している。また、２．７〜９．４ＧＨｚの帯域が使用帯域となっている。

以上より、本実施形態のアンテナ装置１１によれば、最低共振周波数が低下しているためアンテナ装置１１の使用帯域を広帯域に維持しつつ小型化を図ることが可能である。

[第３実施形態]
次に、第３実施形態に係るアンテナ装置１２について第１実施形態と異なる点を中心に述べる。なお、第１実施形態と同様の構成には同じ符号を付している。
本実施形態のアンテナ装置１３は、第１実施形態に係るアンテナ装置１とは誘電体１０の構成が異なっている。図６に示すように、支持基板２の第１面には、第一放射板３の半円部分を含む部分を被覆するように誘電体１０が貼着されている。誘電体１０は、伝送線路５の中心線に対して線対称の形状を有するように形成されている。

続いて、アンテナ装置１２のアンテナ特性を図７に示す。
図７に示すように、支持基板２の第１面の第一放射板３の半円部分を含む部分に誘電体１０を貼着した場合には、最低共振周波数が低下している。また、２．５〜８．２ＧＨｚの帯域が使用帯域となっている。

以上より、本実施形態のアンテナ装置１２によれば、最低共振周波数が低下しているためアンテナ装置１２の使用帯域を広帯域に維持しつつ小型化を図ることが可能である。

[第４実施形態]
次に、第４実施形態に係るアンテナ装置１３について第１実施形態と異なる点を中心に述べる。なお、第１実施形態と同様の構成には同じ符号を付している。
本実施形態のアンテナ装置１３は、第１実施形態に係るアンテナ装置１とは誘電体１０の構成が異なっている。図８に示すように、支持基板２の第２面には、第二放射板８の台形部分を含む部分を被覆するように誘電体１０が貼着されている。誘電体１０は、伝送線路５の中心線に対して線対称の形状を有するように形成されている。

続いて、アンテナ装置１３のアンテナ特性を図９に示す。
図９に示すように、支持基板２の第２面の第二放射板８の台形部分を含む部分に誘電体１０を貼着した場合には、最低共振周波数が低下するとともに、最高共振周波数が１０．８ＧＨｚと向上している。

以上より、本実施形態のアンテナ装置１３によれば、最低共振周波数が低下しているためアンテナ装置１３の使用帯域を広帯域に維持しつつ小型化を図ることが可能である。

[第５実施形態]
次に、第５実施形態に係るアンテナ装置１４について第１実施形態と異なる点を中心に述べる。なお、第１実施形態と同様の構成には同じ符号を付している。
本実施形態のアンテナ装置１４は、第１実施形態に係るアンテナ装置１とは誘電体１０の構成が異なっている。図１０に示すように、支持基板２の第１面には、第一放射板３の半円部分の一部を被覆し、かつ給電点４を回避するように誘電体１０が貼着されている。また、誘電体１０は、伝送線路５の中心線に対して線対称の形状を有するように形成されている。

続いて、アンテナ装置１４のアンテナ特性を図１１に示す。
図１１に示すように、支持基板２の第１面の第一放射板３の半円部分の一部を被覆し、かつ給電点４を回避するように電体１０を貼着した場合には、最低共振周波数が大きく低下している。また、２．４〜８．５ＧＨｚの帯域が使用帯域となっている。

以上より、本実施形態のアンテナ装置１４によれば、最低共振周波数が大きく低下しているためアンテナ装置１４の使用帯域を広帯域に維持しつつ効果的に小型化を図ることが可能である。

[第６実施形態]
次に、第６実施形態に係るアンテナ装置１５について第１実施形態と異なる点を中心に述べる。なお、第１実施形態と同様の構成には同じ符号を付している。
本実施形態のアンテナ装置１５は、第１実施形態に係るアンテナ装置１とは誘電体１０の構成が異なっている。図１２に示すように、支持基板２の第２面には、第二放射板８の台形部分の一部を被覆し、かつ給電点４を回避するように誘電体１０が貼着されている。誘電体１０は、伝送線路５の中心線に対して線対称の形状を有するように形成されている。

続いて、アンテナ装置１５のアンテナ特性を図１３に示す。
図１３に示すように、支持基板２の第２面の第二放射板８の台形部分の一部を被覆し、かつ給電点４を回避するように電体１０を貼着した場合には、最低共振周波数が低下するとともに、最高共振周波数も１１ＧＨｚと向上する。

以上より、本実施形態のアンテナ装置１５によれば、最低共振周波数が低下しているためアンテナ装置１５の使用帯域を広帯域に維持しつつ小型化を図ることが可能である。

[第７実施形態]
次に、第７実施形態に係るアンテナ装置１６について第１実施形態と異なる点を中心に述べる。なお、第１実施形態と同様の構成には同じ符号を付している。
本実施形態のアンテナ装置１５は、第１実施形態に係るアンテナ装置１とは誘電体１０の構成が異なっている。図１４に示すように、支持基板２の第１面には、第一放射板３の半円部分の一部を被覆し、かつ給電点４を回避するように誘電体１０が貼着されている。また、支持基板２の第２面には、第二放射板８の台形部分の一部を被覆し、かつ給電点４を回避するように誘電体１０が貼着されている。支持基板２の第１面においても、第２面においても、誘電体１０は、伝送線路５の中心線に対して線対称の形状を有するように形成されている。

続いて、アンテナ装置１６のアンテナ特性を図１５に示す。
図１５に示すように、支持基板３の両面において、第一放射板３及び第二放射板８の一部を被覆し、かつ、給電点４を回避するように誘電体１０を貼着した場合には、最低共振周波数が大きく低下することがわかる。また、２．４〜８．６ＧＨｚの帯域が使用帯域となっている。

以上より、本実施形態のアンテナ装置１６によれば、最低周波数が大きく低下しているためアンテナ装置１５の使用帯域を広帯域に維持しつつ効果的に小型化を図ることが可能である。

[第８実施形態]
次に、第８実施形態に係るアンテナ装置１７について第１実施形態と異なる点を中心に述べる。なお、第１実施形態と同様の構成には同じ符号を付している。
本実施形態のアンテナ装置１７は、第１実施形態に係るアンテナ装置１とは放射板、及び誘電体１０の構成が異なっている。

図１６に示すように、アンテナ装置１７には、第１実施形態と同様の支持基板２が備えられている。ここで、支持基板２の一面に備えられているものは実線で示し、支持基板２の他面に備えられているものは破線で示す。
支持基板２の一面（以下、「第１面」という。）には、平面状の第一放射板１８が備えられている。第一放射板１８の平面視形状は支持基板２の中央に向けて凸となる弧状に形成されており、その頂点部は給電点４となっている。該弧は曲率半径８〜１５ｍｍ程度又は楕円曲線が好ましく、本実施形態においては、半長径ｒ_ｚ１＝１２ｍｍ、半短径ｒ_ｘ１＝９ｍｍの楕円曲線に沿った形状とする。給電点４付近の第一放射板１８の外縁部分には、支持基板２の中央に向けて凸となるような楕円曲線に沿った曲線部１８ａと、曲線部１８ａから連続する直線が交差する直線部１８ｂと、が設けられている。給電点４には、第一の実施形態と同様に伝送線路５が接続されている。第一放射板１８の外縁部分であって楕円曲線に沿った形状の端部同士を結ぶ部分は楕円曲線の短軸に該当し、支持基板２の端縁と略平行になっている。ここで、第一放射板１８の半短径ｒ_ｘ１と略平行となる方向をＸ方向とする。また、第一放射板１１の半長径ｒ_ｚ１と略平行となる方向をＺ方向とする。また、支持基板２の厚み方向をＹ軸方向とする。

支持基板２の他面（以下、「第２面」という。）には、伝送線路５と対向する位置に平面状の第二放射板１９が備えられている。第二放射板１９の外縁部分には、支持基板２の端縁上に位置するように備えられた下辺部１９ａが備えられている。第二放射板１９の外縁部分であって下辺部１９ａの両端には、Ｚ方向に略平行な側辺部１９ｂ，１９ｂがそれぞれ備えられている。また、第二放射板１９の外縁部分の第一放射板１８側には、側辺部１９ｂの他端同士を結ぶ上辺部１９ｃ（弧状膨出部）が、その端部に向かうほど第一放射板１８との距離が開くような曲線に沿って形成されている。
上辺部１９ｃには、Ｙ軸方向において伝送線路５と重なる位置に切欠き部２０が形成されている。切欠き部２０の平面視形状に特に制限はなく、直線、曲線またはこれらの組み合わせとしてもよいが、伝送線路５からの給電効率の観点から第一放射板１８に向けて拡開する形状が好ましい。本実施形態の切欠き部２０は直線で形成されており、二等辺三角形を形成するようになっている。

このとき、上辺部１９ｃにおける切り欠き２０以外の部分は、第一放射板１８側に凸となる弧状に形成されており、第一放射板１８との距離が緩やかに変化するようになっている。この際、切り欠き２０を中心として左右に別けられる上辺部１９ｃを形成する前記曲線は、それぞれ楕円曲線（図１１中二点鎖線）となっており、該楕円の半長径ｒ_ｚ２を１５ｍｍ、半短径ｒ_ｘ２を１０ｍｍとするようになっている。上辺部１９ｃの形状は楕円曲線に沿った曲線に限られず、また、楕円曲線も切り欠き２０の左右に楕円を配置する形状に限られない。このように、上辺部１９ｃを第一放射板１８との距離が緩やかに変化するように形成すると、インピーダンスが急激に変化するのを回避するため、インピーダンス整合がとりやすくアンテナ特性の向上が可能である。

支持基板２の第一放射板１８を備えた面（すなわち、第１面）には、第一放射板１８を被覆する誘電体１０が第１面全体に貼着されている。誘電体１０は、伝送線路５の中心線に対して線対称の形状を有するように形成されている。

続いて、アンテナ装置１７のアンテナ特性を図１７に示す。また、図１７には比較例として、誘電体１０を備えていないアンテナ装置のアンテナ特性を一点鎖線で、両面に誘電体１０を備えたアンテナ装置のアンテナ特性を破線で示す。

図１７に示すように、支持基板２の第１面に誘電体１０を貼着した場合には、誘電体１０を備えない場合と比較して最低共振周波数が低下している。また、９．４ＧＨｚの帯域まで−１０ｄＢ以下のリターンロス特性を示している。
一方、アンテナ装置の両面に誘電体１０を貼着した場合には、給電点付近に誘電体が存在するため入力インピーダンスが変化してしまい、最低共振周波数が大きくなってアンテナ装置の特性を劣化させていることがわかる。

以上より、本実施形態のアンテナ装置１７によれば、最低共振周波数が大きく低下しているためアンテナ装置１７の使用帯域を広帯域に維持しつつ効果的に小型化を図ることが可能である。

[第９実施形態]
次に、第９実施形態に係るアンテナ装置２１について第８実施形態と異なる点を中心に述べる。なお、第８実施形態と同様の構成には同じ符号を付している。
本実施形態のアンテナ装置２１は、第８実施形態に係るアンテナ装置１７とは誘電体１０の構成が異なっている。支持基板２の第二放射板１９を備えた面（すなわち、第２面）には、第二放射板１９被覆する誘電体１０が第２面全体に貼着されており、支持基板２の第１面には誘電体１０は貼着されていない。誘電体１０は、伝送線路５の中心線に対して線対称の形状を有するように形成されている。

続いて、アンテナ装置２１のアンテナ特性を図１８示す。
図１８に示すように、支持基板２の第２面に誘電体１０を貼着した場合には、誘電体１０を備えない場合と比較して、高域において−１０ｄＢ以下のリターンロス特性を示している。

以上より、本実施形態のアンテナ装置２１によれば、最低共振周波数が低下しているためアンテナ装置２１の高域での特性を良好にし、使用帯域を広帯域化しつつ小型化を図ることが可能である。

[第１０実施形態]
次に、第１０実施形態に係るアンテナ装置２２について第８実施形態と異なる点を中心に述べる。なお、第８実施形態と同様の構成には同じ符号を付している。
本実施形態のアンテナ装置２２は、第８実施形態に係るアンテナ装置１７とは誘電体１０の構成が異なっている。図１９に示すように、支持基板２の第１面には、第一放射板１８の楕円曲線部分を含む部分を被覆するように誘電体１０が貼着されている。誘電体１０は、伝送線路５の中心線に対して線対称の形状を有するように形成されている。

続いて、アンテナ装置２２のアンテナ特性を図２０に示す。
図２０に示すように、支持基板２の第１面の第一放射板１８の楕円曲線部分を含む部分に誘電体１０を貼着した場合には、誘電体１０を備えない場合と比較して最低共振周波数が低下している。また、８．５ＧＨｚの帯域まで−１０ｄＢ以下のリターンロス特性を示している。

以上より、本実施形態のアンテナ装置２２によれば、最低共振周波数が低下しているためアンテナ装置２２の使用帯域を広帯域に維持しつつ小型化を図ることが可能である。

[第１１実施形態]
次に、第１１実施形態に係るアンテナ装置２３について第８実施形態と異なる点を中心に述べる。なお、第８実施形態と同様の構成には同じ符号を付している。
本実施形態のアンテナ装置２３は、第８実施形態に係るアンテナ装置１７とは誘電体１０の構成が異なっている。図２１に示すように、支持基板２の第２面には、第二放射板１９を含む部分を被覆するように誘電体１０が貼着されている。誘電体１０は、伝送線路５の中心線に対して線対称の形状を有するように形成されている。

続いて、アンテナ装置２３のアンテナ特性を図２２に示す。
図２２に示すように、支持基板２の第２面の第二放射板１９を含む部分に誘電体１０を貼着した場合には、誘電体１０を備えない場合と比較して、高域において−１０ｄＢ以下のリターンロス特性を示している。

以上より、本実施形態のアンテナ装置２３によれば、最低共振周波数が低下しているためアンテナ装置２３の高域での特性を良好にし、使用帯域を広帯域化しつつ小型化を図ることが可能である。

[第１２実施形態]
次に、第１２実施形態に係るアンテナ装置２４について第８実施形態と異なる点を中心に述べる。なお、第８実施形態と同様の構成には同じ符号を付している。
本実施形態のアンテナ装置２４は、第８実施形態に係るアンテナ装置１７とは誘電体１０の構成が異なっている。図２３に示すように、支持基板２の第１面には、第一放射板１８の楕円曲線部分の一部を被覆し、かつ給電点４を回避するように誘電体１０が貼着されている。本実施形態においては、第一放射板１８側の支持基板２の端縁からＺ方向に１０ｍｍの大きさの誘電体１０が貼着されている。誘電体１０は、伝送線路５の中心線に対して線対称の形状を有するように形成されている。

続いて、アンテナ装置２４のアンテナ特性を図２４に示す。
図２４に示すように、支持基板２の第１面の第一放射板１８の楕円曲線部分の一部を被覆し、かつ給電点４を回避するように電体１０を貼着した場合には、最低共振周波数が低下している。また、１０．４ＧＨｚの帯域まで−１０ｄＢ以下のリターンロス特性を示している。

以上より、本実施形態のアンテナ装置２４によれば、最低共振周波数が低下しているためアンテナ装置２４の使用帯域を広帯域に維持しつつ小型化を図ることが可能である。

[第１３実施形態]
次に、第１３実施形態に係るアンテナ装置２５について第８実施形態と異なる点を中心に述べる。なお、第８実施形態と同様の構成には同じ符号を付している。
本実施形態のアンテナ装置２５は、第８実施形態に係るアンテナ装置１７とは誘電体１０の構成が異なっている。図２５に示すように、支持基板２の第２面には、第二放射板１９側の支持基板２の端縁から切欠き部２０の先端までの領域を被覆する誘電体１０が貼着されており、誘電体１０は第二放射板１９の一部を被覆し、かつ、切欠き部２０及び給電点４を回避するようになっている。また、誘電体１０は、伝送線路５の中心線に対して線対称の形状を有するように形成されている。

続いて、アンテナ装置２５のアンテナ特性を図２６に示す。
図２６に示すように、第二放射板１９側の支持基板２の端縁から切欠き部２０の先端までの領域を被覆するように電体１０を貼着した場合には、最低共振周波数が低下するとともに、高域において−１０ｄＢ以下のリターンロス特性を示している。

以上より、本実施形態のアンテナ装置２５によれば、最低共振周波数が低下しており高域においても良好な周波数特性を有するため、アンテナ装置２５の使用帯域の広帯域化を図りつつ、アンテナ装置２５の小型化を図ることが可能である。

[第１４実施形態]
次に、第１４実施形態に係るアンテナ装置２６について第８実施形態と異なる点を中心に述べる。なお、第８実施形態と同様の構成には同じ符号を付している。
本実施形態のアンテナ装置２６は、第８実施形態に係るアンテナ装置１７とは誘電体１０の構成が異なっている。図２７に示すように、支持基板２の第２面には、第二放射板１９の切欠き部２０の形状に沿って第一放射板１８に向けて拡開する凹部２７が形成された誘電体１０が貼着されている。誘電体１０は凹部２７により切欠き部２０及び給電点４を回避しつつ、第二放射板１９の一部を被覆するようになっている。誘電体１０は、伝送線路５の中心線に対して線対称の形状を有するように形成されている。

続いて、アンテナ装置２６のアンテナ特性を図２８に示す。
図２８に示すように、凹部２７により切欠き部２０及び給電点４を回避しつつ、第二放射板１９の一部を被覆するように電体１０を貼着した場合には、最低共振周波数が低下するとともに、高域において−１０ｄＢ以下のリターンロス特性を示している。

以上より、本実施形態のアンテナ装置２６によれば、最低共振周波数が低下しており高域においても良好な周波数特性を有するため、アンテナ装置２６の使用帯域の広帯域化を図りつつ、アンテナ装置２６の小型化を図ることが可能である。
[第１５実施形態]
次に、第１５実施形態に係るアンテナ装置２８について第８実施形態と異なる点を中心に述べる。なお、第８実施形態と同様の構成には同じ符号を付している。
本実施形態のアンテナ装置２８は、第８実施形態に係るアンテナ装置１７とは誘電体１０の構成が異なっている。図２９に示すように、支持基板２の第１面には、支持基板２の第１面には、第一放射板１８の楕円曲線部分の一部を被覆し、かつ給電点４を回避するように誘電体１０が貼着されている。また、支持基板２の第２面には、第二放射板１９の切欠き部２０の形状に沿って第一放射板１８に向けて拡開する凹部２７が形成された誘電体１０が貼着されている。誘電体１０は凹部２７により切欠き部２０及び給電点４を回避しつつ、第二放射板１９の一部を被覆するようになっている。支持基板２の第１面においても、第２面においても、誘電体１０は、伝送線路５の中心線に対して線対称の形状を有するように形成されている。

続いて、アンテナ装置２８のアンテナ特性を図３０に示す。
図３０に示すように、支持基板２の両面において、第一放射板１８及び第二放射板１９の一部を含み、かつ、給電点４を回避するように誘電体１０を貼着した場合には、最低共振周波数が低下している。また、また、１０．５ＧＨｚの帯域まで−１０ｄＢ以下のリターンロス特性を示している。

以上より、本実施形態のアンテナ装置２８によれば、最低共振周波数が低下しているためアンテナ装置２７の使用帯域を広帯域に維持しつつ小型化を図ることが可能である。

第１実施形態に係るアンテナ装置の概略構成図である。図１に示すアンテナ装置の平面図である。図１に示すアンテナ装置の底面図である。第１実施形態に係るアンテナ装置のアンテナ特性を示すグラフである。第２実施形態に係るアンテナ装置のアンテナ特性を示すグラフである。第３実施形態に係るアンテナ装置の平面図である。第３実施形態に係るアンテナ装置のアンテナ特性を示すグラフである。第４実施形態に係るアンテナ装置の平面図である。第４実施形態に係るアンテナ装置のアンテナ特性を示すグラフである。第５実施形態に係るアンテナ装置の平面図である。第５実施形態に係るアンテナ装置のアンテナ特性を示すグラフである。第６実施形態に係るアンテナ装置の平面図である。第６実施形態に係るアンテナ装置のアンテナ特性を示すグラフである。第７実施形態に係るアンテナ装置の平面図である。第７実施形態に係るアンテナ装置のアンテナ特性を示すグラフである。第８実施形態に係るアンテナ装置の概略構成図である。第８実施形態に係るアンテナ装置のアンテナ特性を示すグラフである。第９実施形態に係るアンテナ装置のアンテナ特性を示すグラフである。第１０実施形態に係るアンテナ装置の平面図である。第１０実施形態に係るアンテナ装置のアンテナ特性を示すグラフである。第１１実施形態に係るアンテナ装置の平面図である。第１１実施形態に係るアンテナ装置のアンテナ特性を示すグラフである。第１２実施形態に係るアンテナ装置の平面図である。第１２実施形態に係るアンテナ装置のアンテナ特性を示すグラフである。第１３実施形態に係るアンテナ装置の平面図である。第１３実施形態に係るアンテナ装置のアンテナ特性を示すグラフである。第１４実施形態に係るアンテナ装置の平面図である。第１４実施形態に係るアンテナ装置のアンテナ特性を示すグラフである。第１５実施形態に係るアンテナ装置の平面図である。第１５実施形態に係るアンテナ装置のアンテナ特性を示すグラフである。

符号の説明

１第１実施形態のアンテナ装置
２支持基板
３第一放射板
４給電点
５伝送線路
６給電手段
７信号源
８第二放射板
９インピーダンス整合部
１０誘電体
１１第２実施形態のアンテナ装置
１２第３実施形態のアンテナ装置
１３第４実施形態のアンテナ装置
１４第５実施形態のアンテナ装置
１５第６実施形態のアンテナ装置
１６第７実施形態のアンテナ装置
１７第８実施形態のアンテナ装置
１８第一放射板
１８ａ曲線部
１８ｂ直線部
１９第二放射板
１９ａ下辺部
１９ｂ側辺部
１９ｃ上辺部
２０切欠き
２１第９実施形態のアンテナ装置
２２第１０実施形態のアンテナ装置
２３第１１実施形態のアンテナ装置
２４第１２実施形態のアンテナ装置
２５第１３実施形態のアンテナ装置
２６第１４実施形態のアンテナ装置
２７凹部
２８第１５実施形態のアンテナ装置

Claims

支持基板と、
前記支持基板の第１面に形成され給電点を有する平面状の第一放射板と、
前記第１面に形成され前記給電点に電気的に接続され前記支持基板の一辺まで延在する伝送線路と、
前記第２面に形成された平面状の第二放射板と、を備えるアンテナ装置であって、
前記第１面及び前記第２面の少なくとも一方の面には、前記支持基板の厚み方向から見た場合に前記伝送線路の中心線に対して線対称の形状を有する誘電体が形成されていることを特徴とするアンテナ装置。
前記第一放射板及び前記第二放射板の各々は、前記支持基板の厚み方向から見た場合に前記伝送線路の中心線に対して線対称の形状を有し、前記第一放射板は前記給電点側の外縁が前記一辺に向けて弧状に膨出するように半円状に形成され、前記第二放射板は、略台形状を呈し、前記支持基板の厚み方向から見た場合に、前記第一放射板と重ならない場所に、前記給電点に対向する側に上底が位置するように形成されていることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
前記第一放射板及び前記第二放射板の各々は、前記支持基板の厚み方向から見た場合に前記伝送線路の中心線に対して線対称の形状を有し、前記第一放射板は前記給電点側の外縁が前記一辺に向けて弧状に膨出するように形成され、前記第２放射版の外縁は、前記支持基板の厚み方向から見た場合に、前記伝送線路と重なる位置に前記第一放射板に向けて拡開するＶ字状の切欠き部を有するとともに、該Ｖ字状の切欠き部の両側には、該切欠き部と連続し、前記第一放射板側に向けて弧状に膨出する弧状膨出部を有し、前記弧状膨出部の外縁は、前記伝送線路から離間するに連れて前記第一放射板との距離が開くような形状となっていることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
前記誘電体は、放射板の縁の少なくとも一部を被覆して形成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
前記誘電体は、前記支持基板の厚み方向から見た場合に、前記給電点と重ならない部分に形成されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のアンテナ装置。