JP2010193396A

JP2010193396A - ２周波共用平面アンテナ

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Publication number: JP2010193396A
Application number: JP2009038403A
Authority: JP
Inventors: Hironobu Watanabe; 広信渡辺
Original assignee: Antenna Tech Inc
Current assignee: Antenna Tech Inc
Priority date: 2009-02-20
Filing date: 2009-02-20
Publication date: 2010-09-02
Anticipated expiration: 2029-02-20
Also published as: JP4879289B2

Abstract

【課題】形状がコンパクトでアンテナ利得がより高い２周波共用の平面アンテナを提供する。
【解決手段】２つの周波数帯域で使用可能な２周波共用平面アンテナにおいて、２つの第１の周波数帯域よりも高い周波数域である第２の周波数帯域で高周波信号に共振する特性を有する、第１の放射板を含む第１の平面アンテナと、第２の周波数帯域で高周波信号に共振する特性を有する、第２の放射板を含む第２の平面アンテナと、を備え、第１の放射板は一部に凹部が設けられた形状を有し、第２の放射板は当該凹部に沿って配置され、第２の放射板の一端部側に給電点が設定され、その他端部側が前記第１の放射板の凹部に接続される。
【選択図】図１

Description

本発明は、アンテナパターンを導体板で形成した平面アンテナの改良に関し、より具体的には、２つの周波数で使用することが可能な２周波共用平面アンテナの改良に関する。

平面アンテナの一種として、パッチアンテナ（マイクロストリップパッチアンテナ）がある。パッチアンテナは、小型、軽量、低価格であることから、携帯電話、ＧＰＳナビゲーションシステム、ＥＴＳ、ＶＩＣＳ、無線ＬＡＮなどの、１ＧＨｚ帯以上の無線通信システムのアンテナとして使用されている。有指向性平面アンテナであるパッチアンテナは一般に狭帯域特性である。例えば、無線ＬＡＮでは、２．４ＧＨｚ帯、５ＧＨｚ帯などが使用されているが、それぞれの使用周波数帯域毎にパッチアンテナが必要になる。

しかし、ＬＡＮ環境内に常に２つのアンテナを設置するスペースを確保できるとは限らず、また、外観や取り扱いの点からもアンテナ自体が小型であることが望ましい。

そこで、例えば、非特許文献１には、２つの周波数用のアンテナユニットを１つのケース内に収めた２周波共用アンテナを紹介している。このアンテナは、後述の比較例（図１０参照）のように、接地板の上に第１及び第２のパッチアンテナを上下方向（主放射方向）に重ねて配置した構造となっている。

ＲｉｃｈａｒｄＣ．Ｊｏｈｎｓｏｎ，"ＡｎｔｅｎｎａＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＨａｎｄｂｏｏｋＴＨＩＲＤＥＤＩＴＩＯＮ"，ＭｃＧｒａｗ−Ｈｉｌｌ，Ｉｎｃ．ｐｐ．７−１７．

しかしながら、上述したような構造の２周波共用アンテナの利得は、主放射方向に２つのアンテナが存在し、一方のアンテナが他方のアンテナの電磁波放射の妨げとなるため、使用帯域の異なる２つの平面アンテナを離間配置して用いる場合と比較して利得が低い。無線ＬＡＮに使用される無線機器のアンテナ出力は法規制によって制限されており、通信エリアを広く確保し、また、通信品質を確保するためにアンテナ利得が高いことが重要である。無線ＬＡＮは、屋内、屋外、地下街、新幹線・航空機内など様々な環境で広く使用されるようになってきており、コンパクトな構造で単一周波数帯域用の平面アンテナと同等の利得性能を有する２周波共用平面アンテナが求められている。

よって、本発明はコンパクトな形状であってアンテナ利得がより高い２周波共用の平面アンテナを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため本発明の２周波共用平面アンテナは、２つの周波数帯域で使用可能な２周波共用平面アンテナにおいて、第１の周波数帯域よりも高い周波数域である第２の周波数帯域で高周波信号に共振する特性を有する、第１の放射板を含む第１の平面アンテナと、上記第２の周波数帯域で高周波信号に共振する特性を有する、第２の放射板を含む第２の平面アンテナと、を備え、上記第１の放射板は一部に凹部が設けられた形状を有し、上記第２の放射板は当該凹部に沿って配置され、上記第２の放射板の一端部側に給電点が設定され、その他端部側が上記第１の放射板の凹部に接続される、ことを特徴とする。

また、本発明の２周波共用平面アンテナは、第１の周波数帯域よりも高い周波数域である第２の周波数帯域で高周波信号に共振する特性を有する、第１の放射板を含む第１の平面アンテナと、上記第２の周波数帯域で高周波信号に共振する特性を有する、第２の放射板を含む第２の平面アンテナと、上記第１及び第２の平面アンテナ相互間に接続される中間回路と、を備え、上記中間回路は、上記第１の周波数帯域において上記第１及び第２の放射板を直接接続し、上記第２の周波数帯域においてインダクタンスとして機能し、上記第１の放射板は一部に凹部が設けられた形状を有し、上記第２の放射板は当該凹部に沿って配置されて、上記第２の放射板の一端部側に給電点が設定され、その他端部側が上記中間回路によって上記第１の放射板の凹部に直接接続される。

かかる構成とすることによって、第１及び第２の周波数帯域において利得特性の良い２周波共用平面アンテナを得ることができる。それぞれの周波数において単周波数平面アンテナの利得と略同等の利得を有する平面アンテナを得ることが可能となる。

上記中間回路は誘導性の回路であり、上記第１及び第２の放射板の一部同士を接続する導体によって形成されるインダクタンスとして作用する。このインダクタンスは第１の周波数帯域においては微小インダクタンスであるため第１及び第２の平面アンテナを直接接続し、第２の周波数帯域においては、第１の平面アンテナの接続点に発生する並列容量を打ち消すインダクタンスとして作用する。

上記第１の平面アンテナ、上記中間回路及び上記第２の平面アンテナは互いに直列に接続され、上記第１の放射板は一部に凹部が設けられた形状を有し、上記第２の放射板は当該凹部に沿って配置され、上記第２の放射板の一端部側に給電点が設定され、その他端部側が前記導体によって前記第１の放射板の凹部に直接接続されることが望ましい。

上記第１の周波数帯域の高周波信号に対して上記第１及び第２の放射板の組み合わせが１つの平面アンテナとして機能し、上記第２の周波数帯域の高周波信号に対して上記第１及び第２の放射板がそれぞれ上記第１及び第２の平面アンテナとして機能することが望ましい。それにより、第１の周波数帯域では２つの高域アンテナによって１つの低域アンテナが形成され、第１の周波数帯域よりも相対的に高周波数の第２の周波数帯域では上記第１の平面アンテナと上記第２の平面アンテナが積み重ねアンテナとして動作し、高域周波数における利得が向上する。

上記第２の放射板の一端部側から他端部側までの寸法が上記第２の周波数帯域の高周波信号の１／２波長（約１／２波長）に設定されることが望ましい。それにより、第２の放射板に一方極性の高周波電流が発生する。なお、厳密に１／２波長である必要はなく、この近傍の値（約１／２波長）であれば効果が認められる。

上記第２の放射板の外周の寸法が上記第２の周波数帯域の高周波信号の２波長（約２波長）に設定されることが望ましい。それにより、第２の周波数帯域において第２の放射板に一方極性の高周波電流が発生する。なお、厳密に２波長である必要はなく、この近傍の値（約２波長）であれば効果が認められる。

上記第１及び第２の放射板を組み合わせた形状の外周の寸法が上記第１の高周波帯域の高周波信号の２波長（約２波長）に設定されることが望ましい。それにより、第１の高周波帯域において第１及び第２の放射板を組み合わせた平面アンテナに一方極性の高周波電流が発生する。なお、厳密に２波長である必要はなく、この近傍の値（約２波長）であれば効果が認められる。

上記第１及び第２の放射板を組み合わせた形状が左右対称形であり、対称の中心線上に上記給電点及び上記第１及び第２の放射板の接続点が配置される。それにより、アンテナの水平面の指向性はアンテナ面垂直方向に最大値を持ち、また左右対称の指向特性特性となる。

上記第１及び第２の放射板の組み合わせ形状は、円形あるいは多角形で構成することができる。

地板の面積が上記放射板の面積（第１及び第２の放射板の合計面積）と同等の面積であり、より好ましくは、上記放射板の面積の１．５〜３倍であることが望ましい。それにより、電磁波の発生が安定する。

また、本発明の２周波共用平面アンテナは、第１及び第２の周波数の高周波信号に共振する特性を有する２周波共用の平面アンテナにおいて、地板と第１の放射板とを含み、上記第２の周波数に共振する特性を有する第１の平面アンテナと、地板と第２の放射板とを含み、上記第２の周波数に共振する特性を有する第２の放射板とによって構成される第２の平面アンテナと、を備え、上記第２の平面アンテナは上記第１の平面アンテナと近接して配置され、上記第２の放射板の一端部側に給電点が設定され、その他端部側が近接した上記第１の放射板に直接接続されて、第１の周波数の高周波信号に対して上記第１及び第２の放射板の組み合わせが１つの低域アンテナとして機能し、上記第１の周波数よりも高い第２の周波数の高周波信号に対して上記第１及び第２の放射板がそれぞれ積み重なった（あるいは連結された）一つの高域アンテナとして機能する。

かかる構成とすることによって２周波共用平面アンテナは、２つの平面アンテナが、第１の周波数において１つのアンテナとして機能し、第２の周波数において２つのアンテナアレイとして機能する。それにより、それぞれの周波数において単周波数平面アンテナの利得と同等あるいはそれ以上の利得を有する平面アンテナを得ることが可能となる。

また、上記第１の放射板の凹部に配置された、上記第２の放射板の、該凹部内側面に対向する両側面中央部に突起部が設けられることが望ましい。かかる該突起部の形状を調整することによって第２の周波数に影響を与えないで第１の周波数の共振周波数を変えることが出来て具合がよい。

本発明の２周波共用アンテナの例を説明する説明図であり、同図（Ａ）は平面図、同図（Ｂ）は断面図である。パッチアンテナの動作原理を説明する説明図である。本発明の動作原理（高域）を説明する説明図である。本発明の動作原理を説明する説明図である。本発明の動作原理を説明する説明図である。本発明の動作原理を説明する説明図である。本発明の動作原理を説明する説明図である。本発明の動作原理（低域）を説明する説明図である。本発明のアンテナの各部の寸法を説明する説明図である。比較例の２周波共用アンテナを説明する説明図である。本実施例と比較例の周波数対利得特性（全体）を示すグラフである。本実施例と比較例の周波数対利得特性（低域）を示すグラフである。本実施例と比較例の周波数対利得特性（高域）を示すグラフである。本発明の第２の実施例を説明する説明図である。本発明の第３の実施例を説明する説明図である。本発明の第４の実施例を説明する説明図である。本発明の第５の実施例を説明する説明図である。本発明の第６の実施例を説明する説明図である。

以下、本発明の２周波共用平面アンテナの実施例について図面を参照しつつ説明する。各図において対応する部分には同一符号を付している。

（実施例１）

図１（Ａ）は、２周波共用平面アンテナの第１の実施例を示す平面図である。同図（Ｂ）は同図（Ａ）のＡ−Ａ’方向における断面図である。

両図に示すように、本願のアンテナ１は、概略、地板１２、第１の放射板１４、第２の放射板１６、中間接続部１８、誘電体板２０、同軸コネクタ２２、同軸ケーブル２４などによって構成される。中間接続部１８には、中間回路１８０が形成される。中間回路１８０は、第１の放射板１４及び第２の放射板１６相互間を接続する導体（中間接続部１８）と、地板１２と第１及び第２の放射板１４、１６との間に形成される容量（キャパシタ）などによって構成される。地板１２，放射板１４及び誘電体板２０、地板１２，放射板１６、誘電体板２０は、それぞれパッチアンテナ（平面アンテナ）を構成する。なお、符号１４、１６は第１及び第２の放射板の他に、第１及び第２のアンテナを示す場合にも使用される。

地板１２は、銅、アルミニウムなどの導体板や導体薄膜による略四角形状のパターンを有している。後述のようにこの形状に限定されるものではない。この地板１２の上に誘電体板２０を介して放射板１４及び１６が形成される。地板１２の面積は、放射板１４及び１６の合計面積と等しいかそれ以上の面積となるように形成され、好ましくは、地板の面積が第１及び第２の放射板の面積の１．５〜３倍となるように設定される。それにより、放射板上端部及び下端部において電界の広がりが得られ電磁波が放射される。

放射板１４及び１６は、例えば、誘電体板２０の表面に形成された銅、アルミニウムなどの導体膜を、エッチングやミーリングなどによって放射電極のパターンに形成したものである（パターニング）。放射板１４及び１６は誘電体板２０によって地板１２と平行に保たれている。放射板１４の平面パターンは、全体が略四角形の導体膜の下辺中央部の一部を削除して、突起（張出部）部１４ａ、１４ａを形成した逆凹状形状となっている。この凹状部分に略四角形の放射板１６がギャップＧを介して配置されている。放射板１４の凹状底部の厚さｈ（図中の縦方向）は約λ_H／２に設定されている。また、放射板１６の縦方向サイズａは約λ_H／２に設定されている。ここで、λ_Hは２つの周波数帯域のうち高い方の周波数帯域の高周波信号の波長（電気長）を表している。これ等放射板の各サイズは目的とするアンテナ特性に対応して調整される。

放射板１４及び１６は、図１中に点線で示されている、導体パターン形状の左右対称軸上で導体の中間接続部１８により接続される。中間接続部１８で接続された放射板１４及び１６の縦方向サイズ（ｈ＋ａ＋Ｇ）は約λ_L／２となっている。ここで、λ_Lは２つの周波数帯域のうち低い方の周波数帯域の高周波信号の波長（電気長）を表している。

中間接続部１８（中間回路１８０）の狭い導体部分は、好ましくは、２つの周波数帯域のうち低い周波数帯域では２つの平面アンテナを直結し、高い方の周波数帯域でインダクタンスＬとして機能する。インダクタンスLは第１の平面アンテナの接続点に発生する並列容量を打ち消すインダクタンスとして作用する。

放射板１６の下端部はアンテナへの給電点１６ａとなっており、同軸ケーブル２４の中心導体がコネクタ２２を介して接続される。また、地板１２には同軸ケーブル２４の外部導体がコネクタ２２を介して接続される。給電点１６ａの位置は、対称軸上の適当な位置１６ｂに設定することによりアンテナインピーダンスと同軸ケーブルとのインピーダンス整合（例えば、５０オーム）を図ることができる。

次に、図２乃至図８を参照してパッチ型平面アンテナの動作について説明する。
図２（Ａ）はパッチ型平面アンテナの元になるマイクロストリップ線路を示している。図２（Ｂ）に示すように、マイクロストリップ線路の片端より給電して先端を開放することにより、アンテナ（パッチアンテナ）として作用する。

図３はパッチ型平面アンテナを説明する図である。図３（Ａ）、同（Ｂ）はパッチアンテナの放射板１４に流れる高周波電流Ｉの定在波分布を示している。図３（Ｂ）に電流分布Ｉを実線で、高周波電圧の電圧分布Ｖを点線で示す。図３（Ｃ）に示すように、放射板１４の上端部および下端部の電界の広がりによって電磁波として放射される。パッチアンテナでは、放射板１４の長さＬによって共振周波数が決定され、放射板の幅Ｗによって給電インピーダンスや放射指向性のビーム幅が決定される。

図３（Ａ）に示すように、放射板１４の長さＬ・幅Ｗ共にλ（波長）／２のとき方形パッチアンテナと呼ばれ、標準的なパッチ型平面アンテナであり、利得は約９ｄＢｉ得られる。図３（Ｄ）はこのパッチアンテナの指向特性図である。同アンテナの指向性は放射面内最大値を０ｄＢとする相対表示をしている。

図４乃至図７は、２周波共用平面アンテナ１の２つの帯域のうち高域側の第２の周波数帯域（例えば、５ＧＨｚ帯）におけるアンテナの動作を説明する図である。各図において図１と対応する部分には同一の符号を付している。図１に示したアンテナ１４の、突起部１４aによる作用効果を説明するため、指向特性図を示している。

図４に示すように、説明図のアンテナは、２つのアンテナ（第１の放射板１４、第２の放射板１６及び地板１２）によって構成される。放射板１４および放射板１６各々の長さおよび幅はそれぞれλ_H／２である。放射板１４へ給電される高周波電流Ｉの給電位相は放射板１６に給電される高周波電流Ｉよりも放射板１６の長さλ_H／２分だけ、すなわち１８０度遅れる。このため放射板１４と放射板１６は逆位相で給電されるため、図４（Ｂ）に示されるように、２つに割れた指向性になり、（単一）指向性アンテナとは云えない。このことで第１の放射板の幅はλ_H／２ではいけないことが判る。

次に、図５（Ａ）に示すように、第１の放射板１４の幅をλ_Hにすると第１の平面アンテナの給電インピーダンスは無限大となり高周波電流の供給がなくなる。このため指向性は第２の平面アンテナ（１６）単体の指向特性と同じになることがわかる（図５（Ｂ）参照）。このことで第１の放射板１４の幅をλ_H、長さをλ_H／２にすると、第２の周波数においては第１の放射板１４が無い場合と同じであることが判る。約９ｄＢｉの利得が得られる。

図６及び図７は、放射板の両端に突起部１４aを追加した第１の放射板１４を、突起部１４ａを上向きにして第２の放射板１６に取り付けた場合と、突起部１４aを下向きにして放射板１６に取りつけた場合の高周波電流分布の状態を説明する図である。突起部１４ａの突起部分の長さｉが約λ_H／２であるため共振により突起部に高周波電流が誘起される。

図６（Ａ）に示すように、突起部１４ａを上に向けた場合、突起部１４ａに流れる高周波電流の位相は、第２の平面アンテナ（１６）の位相と逆位相であることが判る。第１の平面アンテナ（１４）と第２の平面アンテナアンテナ（１６）の位相が逆になることによって、図６（Ｂ）に示すように、指向性は主ビームの方向が傾き、上下非対称になることがわかる。ビームが広がるため利得が得られず、指向性が悪い。

図７（Ａ）は、突起部１４ａを下に向けたときの第１のパッチアンテナ（１４）と第２のパッチアンテナ（１６）の給電位相を説明する図である。第１のパッチアンテナと第２のパッチアンテナの給電位相が同じになることによって、放射電波の主ビームが絞られ正面に向いていることがわかる。ビームが収束するためより高い利得が得られる、良い指向性である。約１０．５ｄＢiの利得が得られる。

図８は、２周波共用平面アンテナ１の２つの帯域のうち低域側の第１の周波数帯域におけるアンテナの動作を説明する図である。

図８（Ａ）に示すように、第１の放射板１４及び第２の放射板１６は直列に接続され、アンテナ全体として縦方向（対称軸方向）のサイズが第１の周波数帯域（例えば、２．４ＧＨｚ帯）の高周波信号の波長λ_Lの約１／２となっている。この周波数帯域では、高周波信号が、上述の第２の周波数帯域（例えば、５ＧＨｚ帯）よりも周波数が低いことにより、接続部１８における導体のインダクタンスＬが小さく、中間回路１８０（図１参照）が放射板１４及び１６を直結するように作用する。放射板１４及び１６全体（組み合わせ）は、図示のように高周波電流Ｉの波長λ_Lの約１／２となるため、放射板１４及び１６の高周波電流Ｉは共に同極性であり、一辺の長さがλ_L／２の１つの平面アンテナとして機能する。

この構成においても放射板１４及び１６上の第１の高周波電流（低帯域）は同極性であるため、一辺が１／２波長の単体の平面アンテナと同等の利得が得られ、平面形状のサイズも第１の高周波信号（低域）で使用される単体の平面アンテナと略同様のサイズとなる。

図８（Ｂ）は、上記構成のアンテナを第１の高周波帯域（低域）で使用した場合の指向性図である。単一の平面パッチアンテナと同様の単一指向特性が得られる。約９ｄＢiの利得が得られる。

以上説明したように、本発明の２周波数共用平面アンテナは、相対的に低い第１の高周波数帯域（例えば、２．４ＧＨｚ帯）では、２つの放射板１４及び放射板１６の組み合わせが１つの単体のアンテナとして動作し、相対的に高い第２の高周波数帯域（例えば、５ＧＨｚ帯）では、２つの放射板１４及び放射板１６が同極性の２つの平面アンテナとして動作する。

図９は、本発明の２周波共用平面アンテナの各部のサイズ例を示している。
図９（Ａ）は、放射板１６のサイズ例を示しており、縦幅ａは約λ_H／２、横幅ｂは約λ_H／２である。実施例では、ａ，ｂのサイズは２９ｍｍである。

図９（Ｂ）は、放射板１４のサイズ例を示しており、縦幅ｃは約λ_L／２、横幅ｄは約λ_L／２である。実施例では、ｃのサイズは４８ｍｍ、ｄのサイズは６０ｍｍである。
下辺のｅ，ｆは約（（λ_L／２）−（λ_H／２）−２Ｇ）／２、ここでＧはギャップの幅である。実施例では、ｅ、ｆのサイズは１３ｍｍである。

凹部の開口幅ｇは約（λ_H／２）＋２Ｇ、凹部底部の厚さｈは約λ_H／２、凹部の両側の突起部ｉの長さは約λ_H／２が望ましい。実施例では、ｈのサイズは２６ｍｍである。ｉのサイズは２２ｍｍである。

また、誘電体板２０の厚さを調整することによってアンテナの周波数帯域特性のＱを設定することが可能である。

なお、アンテナの各部のサイズは上記に限定されるものではなく、目的とするアンテナ特性に応じて適宜に選定される。

図１０は、比較例の２周波共用アンテナを断面図で示している。同図において図１と対応する部分には同一符号を付している。この例では、地板１２の上に低域周波数用の放射板１４を配置し、更に、放射板１４の上に高域周波数用の放射板１６を配置している。同軸ケープルの中心導体を放射板１６に直接接続し、中心導体と放射板１４とを隙間を介した容量結合によって接続している。同軸ケープルの外部導体は地板１２に接続される。このアンテナは周波数ｆ₁とｆ₂の２つの共振周波数特性をもつので、ｆ₁とｆ₂をそれぞれ２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯に設定することができる。

図１１乃至図１３は、２周波共用アンテナの周波数対利得特性を示すグラフである。図中、実線は本願の２周波共用アンテナの特性を、点線は比較例の２周波共用アンテナの特性を示している。特性の測定は、図示しない自動測定装置を用いている。この装置は、広帯域送信アンテナから目的とする周波数の帯域で周波数を連続的に変化させた一定レベルの電波を放射し、これを供試アンテナで連続的に受信し、各受信周波数における受信レベルを表示する。本願の２周波共用アンテナの受信レベルと比較例の２周波共用アンテナの受信レベルを比較することにより利得差が判る。

図１１は、１．２５ＧＨｚ〜６．２５ＧＨｚにおける２つのアンテナの周波数特性を示している。図１２は、図１１の１．２５ＧＨｚ〜２．７ＧＨｚ帯域の特性を拡大して示している。図１３は、図１１の４ＧＨｚ〜６ＧＨｚ帯域の特性を拡大して示している。

図１１に示すように、２周波共用アンテナは、２ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯にピークを持つ周波数特性（共振特性）である。

図１２に示すように、２．４ＧＨｚにおける本願の２周波共用アンテナの受信レベルは約−３８ｄＢであるのに対し、比較例の受信レベルは約−３８．６ｄＢであり、これがピーク値となっている。また、２．５ＧＨｚにおける本願の２周波共用アンテナの受信レベル利得は約−３７ｄＢであるのに対し、比較例の受信レベルは約−４１ｄＢであり、４ｄＢの利得改善が見られる。また、本願の２周波共用アンテナは、利得が−４０ｄＢ以上となる帯域幅が比較例の約２倍に広がっていて、広帯域性に優れていることを示している。

図１３に示すように、４．９ＧＨｚにおける本願の２周波共用アンテナの受信レベルは約−４４．８ｄＢであるのに対し、比較例の受信レベルは約−４８．１ｄＢである。４．７ｄＢの利得改善が見られる。また、５．４ＧＨｚにおける本願の２周波共用アンテナの受信レベルは約−４４．３ｄＢであるのに対し、比較例の受信レベルは約−４５ｄＢであり、０．７ｄＢの利得改善が見られる。また、本願の２周波共用アンテナは、−４６ｄＢ以上の受信レベルを得る帯域幅が比較例の約２倍に広がっていて、広帯域性に優れていることを示している。

本測定は受信レベルを測定しているが、アンテナの可逆性より、送信レベルで測定しても同様である。

このように、本願の２周波共用平面アンテナによれば、２つの周波数帯においてそれぞれ利得の向上及び帯域幅の増加が図られている。無線ＬＡＮのように多チャネルで使用する場合には、各チャンネルの感度（利得）を向上させるため、広い帯域幅が必要であり、本アンテナの特性は好都合である。

なお、上述した実施例では、放射板１４及び１６として四角形の放射板を用いているが、この形状に限定されるものではない。例えば、円形、多角形（四角形、菱形などを含む）、などであっても良い。また、これ等の形を組み合わせたものであっても良い。

（実施例２）

図１４は、他の実施例を示している。同図において図１と対応する部分には同一符号を付し、かかる部分の説明は省略する。

この実施例では、放射板１４及び１６をそれぞれ略円形の導体板で形成している。略円形の放射板１４の下部（一部）を凹状（円形状）に削除し、当該凹部に略円形の放射板１６を配置した構成としている。

このような形状とすることによって、２周波共用平面アンテナの周波数帯利得特性の広帯域化を図ることが可能となる。なお、この実施例の地板１２は四角形であるが、円形状のものであっても良い。

（実施例３）

図１５は、他の実施例を示している。同図において図１と対応する部分には同一符号を付し、かかる部分の説明は省略する。

この実施例では、放射板１４を略円形の導体板で形成し、放射板１６を四角形で形成している。略円形の放射板１４の下部（一部）を凹状（四角形状）に削除し、当該凹部に四角形の放射板１６を配置した構成としている。

（実施例４）

図１６は、他の実施例を示している。同図において図１と対応する部分には同一符号を付し、かかる部分の説明は省略する。

この実施例では、放射板１４を四角形の導体板で形成し、放射板１６を略円形で形成している。四角形の放射板１４の下部（一部）を凹状（円形状）に削除し、当該凹部に略円形の放射板１６を配置した構成としている。

（実施例５）

図１７は、他の実施例を示している。同図において図１と対応する部分には同一符号を付し、かかる部分の説明は省略する。

この実施例では、放射板１４を半円形の導体板で形成し、放射板１６を円形で形成している。放射板１４の下部（一部）を凹状（円形状）に削除し、当該凹部に放射板１６を配置した構成としている。

かかる構成とすることによって、２周波共用平面アンテナの外形を小型にすることができる利点がある。

なお、放射板１４及び１６は異なる形状であっても良い。例えば、放射板１４が円形で放射板１６が多角形でも良い。また、放射板１４が多角形で放射板１６が円形でも良い。図１３においては、地板は示されていないが、放射板１４及び１６の輪郭形状に対応した適宜の形状のものを使用することができる。

（実施例６）

図１８は、第２の周波数帯域の利得特性に影響を与えないで第１の周波数帯域の共振周波数を変えることが出来る、他の実施例を示す。
この実施例では、放射板１６の両横中心に横突起部１６ａを設け、横突起部の長さおよび面積を変えることにより、第２の周波数に影響を与えないで第１の周波数の共振周波数を変えることが出来る。横突起部１６ａが配置される両横中心位置は第２の周波数において電流最大点（中性位置）にあたるため、形状の変化は第２の周波数において共振周波数に影響をおよぼさない。

以上説明したように、本発明によれば、それぞれの周波数において単周波平面アンテナと同等な利得を持つ２周波共用アンテナが得られるので、屋内、屋外、列車・航空機・船舶内などで益々広がる無線ＬＡＮ公衆サービスに好適である。

１２周波共用平面アンテナ、１２地板、１４放射板、１４ａ突起部、１６放射板、１６ａ，１６ｂ給電端、１６ｃ突起部、１８中間接続部、２０誘電体（絶縁体）板、２２同軸コネクタ、２４同軸ケーブル

Claims

２つの周波数帯域で使用可能な２周波共用平面アンテナであって、
第１の周波数帯域よりも高い周波数域である第２の周波数帯域で高周波信号に共振する特性を有する、第１の放射板を含む第１の平面アンテナと、
前記第２の周波数帯域で高周波信号に共振する特性を有する、第２の放射板を含む第２の平面アンテナと、を備え、
前記第１の放射板は一部に凹部が設けられた形状を有し、前記第２の放射板は当該凹部に沿って配置され、前記第２の放射板の一端部側に給電点が設定され、その他端部側が前記第１の放射板の凹部に接続される、ことを特徴とする２周波共用平面アンテナ。
前記第１及び第２の平面アンテナ相互間の接続部が中間回路となり、該中間回路は、前記第１の周波数帯域において前記第１及び第２の放射板を直接接続し、前記第２の周波数帯域においてインダクタンスとなるように機能する、請求項１に記載の２周波共用平面アンテナ。
前記第１の周波数帯域の高周波信号に対して前記第１及び第２の放射板の組み合わせが１つの平面アンテナとして機能し、前記第２の周波数帯域の高周波信号に対して前記第１及び第２の放射板がそれぞれ前記第１及び第２の平面アンテナとして機能する請求項１又は２に記載の２周波共用平面アンテナ。
前記第２の放射板の一端部側から他端部側までの寸法が前記第２の周波数帯域の高周波信号の１／２波長に設定される、請求項１乃至３のいずれかに記載の２周波共用平面アンテナ。
前記第２の放射板の外周の寸法が前記第２の周波数帯域の高周波信号の２波長に設定される、請求項１乃至４のいずれかに記載の２周波共用平面アンテナ。
前記第１及び第２の放射板を組み合わせた形状の外周の寸法が前記第１の周波帯域の高周波信号の２波長に設定される、請求項３に記載の２周波共用平面アンテナ。
前記第１及び第２の放射板を組み合わせた形状が左右対称形であり、対称の中心線上に前記給電点及び前記第１及び第２の放射板の接続点が配置される、請求項１乃至６のいずれかに記載の２周波共用平面アンテナ。
前記第１及び第２の放射板を組み合わせた形状が、円形あるいは多角形で構成される、請求項１乃至７のいずれかに記載の２周波共用平面アンテナ。
地板の面積が前記第１及び第２の放射板の面積の１．５〜３倍である、請求項１乃至８のいずれかに記載の２周波共用平面アンテナ。
前記第１の放射板の凹部に配置された、前記第２の放射板の、該凹部内側面に対向する両側面中央部に突起部が設けられた、請求項１乃至９のいずれかに記載の２周波共用平面アンテナ。