JP2011061758A - アンテナ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
機密性の高い通信を行うことのできるアンテナ装置を提供すること。
【解決手段】
外部電源から給電される平板状のアンテナエレメントと、前記アンテナエレメントと結合される平板状のグランドエレメントとを含むアンテナ装置であって、前記アンテナエレメント及び前記グランドエレメントは、平面視で矩形状の導電膜の一部分又は複数部分が切り欠かれた形状であるとともに、前記アンテナエレメントは、多角形又は円形、あるいは、多角形又は円形の一部分の形状に形成されており、前記グランドエレメントに近接する部位に給電部を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、広帯域で近接通信を行うアンテナ装置に関する。

従来より、複数の近接結合部、及び複数の中継通信回路を平面上に備え、各中継通信回路は近接結合部及び他の中継通信回路と通信網を形成する通信シートが提案されていた。この通信シートは、他の通信シートと接触又は近接した場合に、近接結合部を通じてデータ通信を行う。このような通信シートは、無線ＬＡＮ（Local Area Network）のような無線通信ネットワークを構築するために提案されていた（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６−１９９７９号公報

ところで、通信の態様によっては、いわゆる近傍界だけで機密性の高い通信を行いたい場合がある。

しかしながら、従来の通信シートは、容量結合あるいは誘導結合を用いているため、電磁波の漏れが生じる場合があり、機密性の高い通信を行うことが困難であった。

そこで、本発明は、機密性の高い通信を行うことのできるアンテナ装置を提供することを目的とする。

本発明の一局面のアンテナ装置は、外部電源から給電される平板状のアンテナエレメントと、前記アンテナエレメントと結合される平板状のグランドエレメントとを含むアンテナ装置であって、前記アンテナエレメント及び前記グランドエレメントは、平面視で矩形状の導電膜の一部分又は複数部分が切り欠かれた形状であるとともに、前記アンテナエレメントは、多角形又は円形、あるいは、多角形又は円形の一部分の形状に形成されており、前記グランドエレメントに近接する部位に給電部を有する。

また、前記アンテナエレメント及び前記グランドエレメントは、互いに近接する近接辺を有し、前記アンテナエレメントの前記近接辺と、前記グランドエレメントの前記近接辺との間隔は、一定であってもよい。

また、前記アンテナエレメント及び前記グランドエレメントは、同一直線上にある辺を含んでもよい。

また、前記アンテナエレメントは、切欠部、スリット、又は突起部を含んでもよい。

また、前記グランドエレメントは、スリット、又は突起部を含んでもよい。

また、前記アンテナエレメントは基板の一方の面に形成されているとともに、前記グランドエレメントは前記基板の他方の面に形成されており、前記アンテナエレメントは、マイクロストリップラインを有していてもよい。

また、前記基板の前記一方の面に形成され、前記マイクロストリップラインによって一方の側と他方の側とに分離される第２のグランドエレメントをさらに含んでもよい。

また、前記アンテナエレメントと前記グランドエレメントは基板の同一の面に形成されており、前記アンテナエレメントは、コプレーナ導波路を有し、前記グランドエレメントは、前記コプレーナ導波路によって一方の側と他方の側とに分離されてもよい。

また、前記アンテナエレメントは、平面視で線対称な形状を有し、前記給電部は対称軸上に位置していてもよい。

本発明によれば、機密性の高い通信を行うことのできるアンテナ装置を提供できるという特有の効果が得られる。

実施の形態１のアンテナ装置を示す構成図である。 実施の形態１のアンテナ装置に同軸ケーブルを接続した状態を示す斜視図である。 実施の形態１のアンテナ装置のＶＳＷＲ特性を示す図である。 実施の形態１のアンテナ装置の指向性を示す図であり、（Ａ）、（Ｂ）は垂直偏波（Ｘ−Ｙ面）、（Ｃ）、（Ｄ）は水平偏波（Ｙ−Ｚ面）の角度分布を示す。 実施の形態１のアンテナ装置の垂直偏波の利得の最高値（ＭＡＸ）、平均値（ＡＶＧ）、最小値（ＭＩＮ）を通信周波数毎にまとめた表である。 実施の形態１のアンテナ装置を２つ用いて通信を行った場合の距離に対する利得を示す特性である。 利得特性を測定する際における実施の形態１のアンテナ装置の配置を示す図である。 実施の形態１の変形例のアンテナ装置を示す構成図である。 実施の形態１の他の変形例のアンテナ装置を示す構成図である。 実施の形態２のアンテナ装置の構成を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は底面図である。 実施の形態２の変形例のアンテナ装置の構成を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は底面図である。 実施の形態２の他の変形例のアンテナ装置の構成を示す平面図である。 実施の形態３のアンテナ装置を示す構成図である。 実施の形態３のアンテナ装置のＶＳＷＲ特性及び指向性を示す図である。 実施の形態４のアンテナ装置を示す構成図である。 実施の形態４のアンテナ装置のＶＳＷＲ特性及び指向性を示す図である。 実施の形態４の変形例のアンテナ装置を示す構成図である。 実施の形態３のアンテナ装置３０と実施の形態４のアンテナ装置４０の利得特性を示す図である。 実施の形態５のアンテナ装置を示す構成図である。 実施の形態５の変形例のアンテナ装置を示す構成図である。 実施の形態６のアンテナ装置を示す構成図である。 実施の形態７のアンテナ装置を示す構成図である。 実施の形態８のアンテナ装置を示す構成図である。 実施の形態７、８のアンテナ装置７０、８０のＶＳＷＲ特性を示す図である。 実施の形態８の変形例のアンテナ装置を示す構成図である。 実施の形態９のアンテナ装置を示す構成図である。 実施の形態１０のアンテナ装置１００が実装される通信装置１０１を示す図である。

以下、本発明のアンテナ装置を適用した実施の形態について説明する。

［実施の形態１］
図１は、実施の形態１のアンテナ装置を示す構成図である。

実施の形態１のアンテナ装置１０は、アンテナエレメント１１と、グランドエレメント１２とを有する。アンテナエレメント１１とグランドエレメント１２とは、図示しない基板（例えば、ガラスエポキシ製のＦＲ４基板）の同一面上に形成される平板状の部材であり、例えば、銅箔によって構成される。

アンテナエレメント１１は、平面視で半円形であり、直線状の辺１１Ａと半円弧状の辺１１Ｂとを有する。

グランドエレメント１２は、平面視で長方形の長辺のうちの一方が半円状に切り欠かれており、一対の上辺１２Ａと、一対の上辺１２Ａを接続する半円弧状の辺１２Ｂとを有する。すなわち、グランドエレメント１２は、長方形が半円弧状の辺１２Ｂによって切り欠かれた形状を有する。

アンテナエレメント１１とグランドエレメント１２とは、アンテナエレメント１１の直線状の辺１１Ａと、グランドエレメント１２の上辺１２Ａとが同一の直線ｌ上に位置するように、かつ、半円弧状の辺１１Ｂと半円弧状の辺１２Ｂとが一定の距離を隔てて位置するように配置されている。

このため、アンテナエレメント１１とグランドエレメント１２とは、アンテナエレメント１１の半円形の対称軸ａに対して軸対称である。

アンテナエレメント１１は、対称軸ａ上で半円弧状の辺１１Ｂの近傍に給電部１１Ｃを有する。グランドエレメント１２は、給電部１１Ｃに対向する位置の接地点１２Ｃで接地される。

ここで、アンテナエレメント１１は、例えば、直径６〜１５ｍｍであればよく、アンテナエレメント１１の辺１１Ｂとグランドエレメント１２の辺１２Ｂとの間の距離は、例えば、１〜３ｍｍ程度に設定すればよい。説明の便宜上、図１には長方形が半円状に切り欠かれたグランドエレメント１２を示すが、グランドエレメント１２は、平面視で長方形のものに限られるものではない。また、図１には、一対の辺１２Ａと半円弧状の辺１２Ｂとを有し、一対の辺１２Ａとアンテナエレメント１１の辺１１Ａとが同一直線上に位置するように形成されているグランドエレメント１２を示すが、これはグランドエレメント１２の形状の一例であり、辺１１Ａと一対の辺１２Ａとは同一直線上に位置しなくてもよい。また、グランドエレメント１２の寸法は特に問わない。

なお、後に指向性について説明を行う際のＸ、Ｙ、Ｚ軸は、図１に示す通りであり、Ｘ軸は図面を貫く方向（裏側から表側に向かう方向が正）、Ｙ軸は図面の横方向（左向きを正）、Ｚ軸は図面の縦方向（上向きが正）である。

図２は、実施の形態１のアンテナ装置に同軸ケーブルを接続した状態を示す斜視図である。

アンテナエレメント１１及びグランドエレメント１２は、基板１３の同一面上に形成されている。基板１３としては、例えばガラスエポキシ製のＦＲ４基板を用いることができる。

給電部１１Ｃには同軸ケーブル１４のコアケーブル１４Ａが例えば半田１５Ａによって接続され、グランドエレメント１２の位置１２Ｃには、同軸ケーブル１４のシールドライン１４Ｂが例えば半田１５Ｂによって接続される。同軸ケーブル１４は、図示しない外部電源に接続されており、実施の形態１のアンテナ装置１０に給電を行う。同軸ケーブル１４は、例えば、特性インピーダンスが５０（Ω）であればよく、アンテナ装置１０には、例えば、３．０ＧＨｚ〜６．０ＧＨｚ程度の高周波電圧が印加される。

図３は、実施の形態１のアンテナ装置のＶＳＷＲ特性を示す図である。

このＶＳＷＲ（Voltage Standing Wave Ratio：電圧定在波比）特性に示されている通り、アンテナ装置１０は、３．０ＧＨｚから６．０ＧＨｚの間で約１３〜約２５程度の値を有することが分かった。これは、反射が多いことを表しており、長距離の通信には適さないことが分かる。

図４は、実施の形態１のアンテナ装置の指向性を示す図であり、（Ａ）、（Ｂ）は垂直偏波（Ｘ−Ｙ面）、（Ｃ）、（Ｄ）は水平偏波（Ｙ−Ｚ面）の角度分布を示す。なお、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸は、図１に示す方向である。

図５（Ａ）及び図５（Ｂ）は、実施の形態１のアンテナ装置の垂直偏波及び水平偏波の利得の最高値（ＭＡＸ）、平均値（ＡＶＧ）、最小値（ＭＩＮ）を通信周波数毎にまとめた表である。図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示す表は、図４に示す指向性を表形式で表すものである。

図４に示すように、３．０ＧＨｚから５．０ＧＨｚまで０．５ＧＨｚ毎に計測を行ったところ、図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、角度を問わずに約−７（ｄＢｉ）〜約−１６（ｄＢｉ）と利得は低くなった。これより、Ｘ−Ｙ面内における分布は略均等であるものの、利得は非常に低く、アンテナ装置１０は、Ｘ−Ｙ方向では通信を行うのに十分な利得が得られないことが分かった。

また、図４（Ｃ）、（Ｄ）の水平偏波の特性に示すように、Ｙ−Ｚ面内では、０°と１８０°で利得は約−４０（ｄＢｉ）とかなり低い値を示し、他の角度では約―５（ｄＢｉ）以下の値となった。

このようにして得られた垂直偏波の利得の最高値（ＭＡＸ）、平均値（ＡＶＧ）、最小値（ＭＩＮ）は図５（Ａ）に示す通りであり、最高値は、３．０ＧＨｚが一番低く、４．０ＧＨｚが一番高かった。また、平均値は、３．０ＧＨｚが一番低く、４．０ＧＨｚが一番高かった。最小値は、３．０ＧＨｚが一番低く、４．０ＧＨｚが一番高かった。

また、水平偏波の利得の最高値（ＭＡＸ）、平均値（ＡＶＧ）、最小値（ＭＩＮ）は、図５（Ｂ）に示す通りであり、最高値は、３．０ＧＨｚが一番低く、４．０ＧＨｚと４．５ＧＨｚが一番高かった。平均値は、３．０ＧＨｚが一番低く、４．５ＧＨｚと５．０ＧＨｚが一番高かった。最小値は、４．０ＧＨｚが一番低く、５．０ＧＨｚが一番高かった。

実施の形態１のアンテナ装置１０は、図４（Ｃ）、（Ｄ）に示すように、水平偏波の特性（Ｙ−Ｚ面）が０°と１８０°で非常に低い。ここで、アンテナ装置１０のヌル点は、アンテナエレメント１１の辺１１Ａの中央点（対称軸上の点）であり、ヌル点は、１８０°の方向に存在する。

アンテナ装置１０のヌル点の方向（図２に示すＺ軸の方向）で通信を行えば、近距離での通信が可能になることが考えられるため、２つのアンテナ装置１０のアンテナエレメント１１をＺ軸方向で向かい合わせて通信を行った。また、比較のために、２つのアンテナ装置１０をＸ軸（図１参照）方向に対面させた場合と、比較用のアンテナ装置を２つ用いてＺ軸方向及びＸ軸方向で通信を行った場合とにおける通信距離に対する利得の特性を求めた。

図６は、実施の形態１のアンテナ装置を２つ用いて通信を行った場合の距離に対する利得（ＳパラメータのＳ２１）を示す特性と、比較用のアンテナ装置を２つ用いて通信を行った場合の距離に対する利得（ＳパラメータのＳ２１）とを示す特性である。

なお、通信周波数は４．０ＧＨｚであり、λ／２π＝約１２ｍｍ、λ／２＝約４０ｍｍであるため、近傍界と遠方界の境界までの距離ｄ０は、約１２ｍｍから４０ｍｍの間にあると考えられる。

図７は、利得特性を測定する際における２つのアンテナ装置の配置を示す図である。図７（Ａ）は、実施の形態１のアンテナ装置１０同士をＺ軸方向に配置した状態を示す。図７（Ｂ）は、実施の形態１のアンテナ装置１０同士をＸ軸方向に配置した状態を示す。図７（Ｃ）は、比較用のアンテナ装置１同士をＺ軸方向に配置した状態を示す。図７（Ｄ）は、比較用のアンテナ装置１同士をＸ軸方向に配置した状態を示す。

ここで、比較用のアンテナ装置１は、ホームベース型のアンテナエレメント２と長方形型のグランドエレメント３とをＦＲ４型の基板４上に形成したものである。アンテナエレメント２とグランドエレメント３とは、Ｚ軸方向には重複部分を有しない。アンテナエレメント２は、グランドエレメント３に最も近い頂点の部分で図示しない同軸ケーブルのコアケーブルに接続されて給電を受け、グランドエレメント３は、アンテナエレメント２の給電部に近い部位でシールドラインに接続される。

なお、比較用のアンテナ装置１は、３．０ＧＨｚ〜１０．０ＧＨｚにわたってＶＳＷＲが２．０〜３．０程度の指向性が非常に均等かつ良好なＵＷＢ（Ultra Wide Band）アンテナ装置である。

図６に示すように、２つの比較用のアンテナ装置１をＸ軸方向（図７（Ｄ）参照）に距離ｄを隔てて向かい合わせて近接させたところ、ｄ＝１．０ｍｍでＳ２１＝約−５ｄＢ、ｄ＝１０．０ｍｍでＳ２１＝約−８ｄＢ、ｄ＝１００．０ｍｍでＳ２１＝約−２０ｄＢと損失が少なく良好な値が得られた。これにより、比較用のアンテナ装置１は、Ｘ軸方向では、近傍界においても遠方界においても高品質な通信を行えることが分かる。

次に、２つの比較用のアンテナ装置１をＺ軸方向（図７（Ｃ）参照）に距離ｄを隔てて対面させて近接させたところ、ｄ＝３．０ｍｍでＳ２１＝約−１８ｄＢ、ｄ＝１０．０ｍｍでＳ２１＝約−２５ｄＢ、ｄ＝３０．０ｍｍでＳ２１＝約−３６ｄＢという比較的損失が大きい値が得られた。これにより、比較用のアンテナ装置１は、Ｚ軸方向では、近傍界においても遠方界においても通信が困難なことが分かる。

これに対して、実施の形態１の２つのアンテナ装置１０をＺ軸方向（図７（Ａ）参照）に距離ｄを隔てて向かい合わせて近接させたところ、ｄ＝３．０ｍｍでＳ２１＝約−１０ｄＢ、ｄ＝１０．０ｍｍでＳ２１＝約−２２ｄＢ、ｄ＝３０．０ｍｍでＳ２１＝約−３８ｄＢという値が得られた。このように、実施の形態１のアンテナ装置１０は、Ｚ軸方向では近傍界において比較用のアンテナ装置１よりも損失が小さく良好な値が得られていることから、近傍界における通信に向いていることが分かる。一方、Ｚ軸方向における遠方界では、比較用のアンテナ装置１よりも損失が大きいことから、遠方界では通信が困難なことが分かる。

また、実施の形態１の２つのアンテナ装置１０をＸ軸方向（図７（Ｂ）参照）に距離ｄを隔てて対面させて近接させたところ、ｄ＝３．０ｍｍでＳ２１＝約−１３ｄＢ、ｄ＝１０．０ｍｍでＳ２１＝約−２４ｄＢ、ｄ＝３０．０ｍｍでＳ２１＝約−３３ｄＢ、ｄ＝４０．０ｍｍでＳ２１＝約−３６ｄＢという値が得られた。これにより、実施の形態１のアンテナ装置１０は、比較用のアンテナ装置１よりもＸ軸方向における損失が大きく、Ｘ軸方向での通信が困難なことが分かる。

以上より、実施の形態１のアンテナ装置１０は、比較用のアンテナ装置１よりもＺ軸方向の近傍界での損失が小さく、Ｘ軸方向での損失が大きいことが分かった。このような特性の違いは、Ｚ軸方向において、グランドエレメント１２がアンテナエレメント１１と略同じ位置まで形成されていることによってもたらされたものと考えられる。

このように、実施の形態１によれば、指向性における１８０°の方向（ヌル点のあるＺ軸の方向）を通信方向として用いることにより、近距離通信に適した低電力通信用のアンテナ装置１０を提供することができる。ここで、実施の形態１のアンテナ装置１０は、ヌル点のある方向及び高さにまで形成されるグランドエレメント１２を含むため、Ｚ軸方向には電波の放射が極めて少なく、かつ、Ｘ−Ｙ方向にも放射が極めて少ない。

このため、ヌル点のあるＺ軸方向において、近距離通信が可能である。

また、通信距離は、例えば、１０ｃｍ以内程度にすることができる。このように通信距離が短いため、外乱を受け難いという効果が得られる。

以上では、アンテナ装置１０のアンテナエレメント１１が半円形で、グランドエレメント１２も半円形に切り欠かれた長方形である形態について説明したが、アンテナエレメント１１は、図８に示すように二等辺三角形であってもよい。この場合、グランドエレメント１２は、上辺１２Ａ側から二等辺三角形の部分が切り欠かれ、二等辺三角形のアンテナエレメント１１との間の距離が一定になるように形成されればよい。

同様に、アンテナエレメント１１は、多角形であってもよい。例えば、図９に示すように、アンテナエレメント１１は、多角形の一形態であるホームベース型であってもよい。この場合、グランドエレメント１２は、上辺１２Ａ側からホームベース型に切り欠かれ、ホームベース型のアンテナエレメント１１との間の距離が一定になるように形成されればよい。

なお、実施の形態１では、対称軸に対して軸対称な形状を有するアンテナエレメント１１とグランドエレメント１２を含むアンテナ装置１０について説明したが、アンテナエレメント１１及び／又はグランドエレメント１２は、軸対称でなくてもよい。例えば、厳密に軸対称なのではなく、指向性の調整等のために、非対称に構成されていてもよい。

［実施の形態２］
図１０は、実施の形態２のアンテナ装置の構成を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は底面図を示す。

実施の形態２のアンテナ装置２０は、マイクロストリップライン又はコプレーナ導波路を有する点が実施の形態１のアンテナ装置１０（図１参照）と異なる。

実施の形態２のアンテナ装置２０は、アンテナエレメント２１とグランドエレメント２２を含む。図１０（Ａ）に示すように、アンテナエレメント２１は、直線状の辺２１Ａ、半円弧状の辺２１Ｂ、及び半円形の半円弧状の辺２１Ｂから対称軸ｌ上に延伸するマイクロストリップライン２１Ｃを有する。

グランドエレメント２２は、一対の上辺２２Ａと半円弧状の辺２２Ｂとを有し、マイクロストリップライン２１Ｃによって対称軸ｌの一方の側と他方の側に分断されている。

図１０（Ａ）に示す平面側（表面側）とは反対の底面側（裏面側）には、グランドエレメント２５が形成される。グランドエレメント２５は、表面側の一対のグランドエレメント２２と、マイクロストリップライン２１Ｃの裏面側に連続的に形成されており、長方形の一方の長辺から半円形を切り欠いた形状を有する。グランドエレメント２５は、一対の上辺２５Ａと半円弧状の辺２５Ｂを有する。一対の上辺２５Ａは、表側のグランドエレメント２２の一対の上辺２２Ａと平面透視で重なり合い、半円弧状の辺２５Ｂは、表側のグランドエレメント２２の一対の辺２２Ｂと平面透視で重なる。すなわち、実施の形態１のアンテナ装置１０のグランドエレメント１２（図１参照）と同一の形状を有する。

なお、表側のグランドエレメント２２と裏側のグランドエレメント２５は、ビアホール２６を介して電気的に接続されている。

マイクロストリップライン２１Ｃは、先端（図１０（Ａ）中の下端）が給電点２１Ｄになっており、同軸ケーブル（図２参照）のコアケーブルが接続される。同軸ケーブルのシールドラインは、表側のグランドエレメント２２に接続される。

マイクロストリップライン２１Ｃは、特性インピーダンスが５０（Ω）に設定されており、理論上損失の生じない線路である。

このため、実施の形態２のアンテナ装置２０は、実施の形態１のアンテナ装置１０と同一の特性を有する。

すなわち、実施の形態２によれば、指向性における１８０°の方向を通信方向として用いることにより、近距離通信に適した低電力通信用のアンテナ装置２０を提供することができる。通信距離は、例えば、１０ｃｍ以内程度にすることができる。このように通信距離が短いため、外乱を受け難いという効果が得られる。

以上では、アンテナ装置２０のアンテナエレメント２１は半円形にマイクロストリップライン２１Ｃを接続した形状で、グランドエレメント２２は半円形に切り欠かれた長方形をマイクロストリップライン２１Ｃで分断した形状である形態について説明したが、アンテナエレメント２１は、図１１（Ａ）に示すように二等辺三角形にマイクロストリップライン２１Ｃを接続した形状であってもよい。また、グランドエレメント２２は、上辺２２Ａ側から二等辺三角形が切り欠かれた長方形をマイクロストリップライン２１Ｃで分断した形状であってもよい。この場合、二等辺三角形のアンテナエレメント２１との間の距離が一定になるように形成されればよく、図１１（Ｂ）に示すように、裏面側のグランドエレメント２５は、長方形状のグランドエレメント２５の長辺の一方が二等辺三角形状に切り欠かれた形状であればよい。

なお、図１１（Ａ）にはマイクロストリップライン２１Ｃが接続されるアンテナエレメント２１の形状が二等辺三角形である場合を示すが、アンテナエレメント２１の形状は軸対称な多角形であってもよく、例えばホームベース型であってもよい。この場合は、裏面側のグランドエレメント２５も多角形状に切り欠かれた形状であればよい。

また、以上では、アンテナエレメント２１がマイクロストリップライン２１Ｃを有する形態について説明したが、裏面側のグランドエレメント２５を含まない場合は、図１２に示すように、コプレーナ導波路２１Ｅを形成することができる。

図１２に示すコプレーナ導波路２１Ｅは、多角形の一形態であるホームベース型のアンテナエレメント２１に接続されている。グランドエレメント２２は、上辺２２Ａ側からホームベース型に切り欠かれた長方形をコプレーナ導波路２１Ｅで分断した形状である。この場合、ホームベース型のアンテナエレメント２１とグランドエレメント２２との間の距離が一定になるように形成されればよい。

なお、図１２にはコプレーナ導波路２１Ｅが接続されるアンテナエレメント２１の形状が多角形の一形態であるホームベース型である場合を示すが、アンテナエレメント２１の形状は、軸対称であればホームベース型以外の多角形であってもよく、二等辺三角形であってもよい。

また、実施の形態２では、表面側にグランドエレメント２２が形成され、裏面側にグランドエレメント２５が形成されたアンテナ装置２０について説明したが、表面側のグランドエレメント２２が形成されておらず、裏面側のグランドエレメント２５だけを有していてもよい。

［実施の形態３］
図１３は、実施の形態３のアンテナ装置を示す構成図である。

実施の形態３のアンテナ装置３０は、実施の形態１のアンテナ装置１０の半円形のアンテナエレメント１１を四半円形（１／４の円形）に変形したものである。

アンテナ装置３０は、四半円形のアンテナエレメント３１と、正方形から四半円形のアンテナエレメント３１を切り欠いた形状のグランドエレメント３２とを含む。

アンテナエレメント３１は、直線状の辺３１Ａ１、３１Ａ２、円弧状の辺３１Ｂ、及び給電点３１Ｃを有する。直線状の辺３１Ａ１、３１Ａ２は、アンテナエレメント３１の四半円形を含む円の半径に相当し、円弧状の辺３１Ｂは、円周の１／４に相当する。給電点３１Ｃは、直線状の辺３１Ａ２と、円弧状の辺３１Ｂとの交点近傍に位置する。

グランドエレメント３２は、直線状の辺３２Ａ１、３２Ａ２、３２Ａ３、３２Ａ４、円弧状の辺３２Ｂ、及び接地点３２Ｃを有する。直線状の辺３２Ａ１、３２Ａ２は、それぞれ、アンテナエレメント３１の直線状の辺３１Ａ１、３１Ａ２と同一直線（ｌ１、ｌ２）上に位置する。直線状の辺３２Ａ３、３２Ａ４は、正方形の２辺に相当する。円弧状の辺３２Ｂは、円周の１／４に相当する。接地点３２Ｃは、直線状の辺３２Ａ２と、円弧状の辺３２Ｂとの交点近傍に位置する。

アンテナエレメント３１とグランドエレメント３２とは、図示しない基板（例えば、ガラスエポキシ製のＦＲ４基板）の同一面上に形成される。

ここで、アンテナエレメント３１の直線状の辺３１Ａ１、３１Ａ２の長さは、例えば、６〜１５ｍｍであればよく、アンテナエレメント３１の辺３１Ｂとグランドエレメント３２の辺３２Ｂとの間の距離は、例えば、１〜３ｍｍ程度に設定すればよい。説明の便宜上、図１３には正方形が半円状に切り欠かれたグランドエレメント３２を示すが、グランドエレメント３２は、平面視で正方形のものに限られるものではない。

また、給電点３１Ｃ及び接地点３２Ｃは、円弧状の辺３１Ｂ、３２Ｂに沿って、任意の位置に移動させてもよい。給電点３１Ｃ及び接地点３２Ｃの位置を調整することにより、特に、ＶＳＷＲ特性を調整することができる。

なお、後に指向性について説明を行う際のＸ、Ｙ、Ｚ軸は、図１３に示す通りであり、Ｘ軸は図面を貫く方向（裏側から表側に向かう方向が正）、Ｙ軸は図面の横方向（左向きを正）、Ｚ軸は図面の縦方向（上向きが正）である。

図１４は、実施の形態３のアンテナ装置のＶＳＷＲ特性及び指向性を示す図であり、（Ａ）はＶＳＷＲ特性、（Ｂ）は垂直偏波（Ｘ−Ｙ面）、（Ｃ）は水平偏波（Ｙ−Ｚ面）の角度分布を示す。なお、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸は、図１３に示す方向である。

図１４（Ａ）のＶＳＷＲ（Voltage Standing Wave Ratio：電圧定在波比）特性に示されている通り、アンテナ装置３０は、３．０ＧＨｚから４．０ＧＨｚの間で約１０〜約２０程度の値を有することが分かった。これは、反射が多いことを表しており、長距離の通信には適さないことが分かる。

また、指向性については、３．０ＧＨｚから５．０ＧＨｚまで０．５ＧＨｚ毎に計測を行ったところ、図１４（Ｂ）に示すように、角度を問わずに約−３（ｄＢｉ）以下と利得は低くなった。これより、Ｘ−Ｙ面内における分布は略均等であるものの、利得は非常に低く、アンテナ装置３０は、Ｘ−Ｙ方向では通信を行うのに十分な利得が得られないことが分かった。

また、図１４（Ｃ）に示すように、Ｙ−Ｚ面内では、ヌル点に近い方向となる０°と１８０°で利得は約−２（ｄＢｉ）とかなり低い値を示した。

このように、実施の形態３によれば、指向性における１８０°の方向（ヌル点のあるＺ軸の方向）を通信方向として用いることにより、近距離通信に適した低電力通信用のアンテナ装置３０を提供することができる。ここで、実施の形態３のアンテナ装置３０は、ヌル点のある方向（Ｚ軸の方向）及び高さにまで形成されるグランドエレメント３２を含むため、Ｚ軸方向には電波の放射が極めて少なく、かつ、Ｘ−Ｙ方向にも放射が極めて少ない。

このため、ヌル点に近い方向であるＺ軸方向において、近距離通信が可能である。

また、通信距離は、例えば、１０ｃｍ以内程度にすることができる。このように通信距離が短いため、外乱を受け難いという効果が得られる。

［実施の形態４］
図１５は、実施の形態４のアンテナ装置を示す構成図である。

実施の形態４のアンテナ装置４０は、実施の形態３のアンテナ装置３０の四半円形のアンテナエレメント３１をホームベース型に変形したものである。

アンテナ装置４０は、ホームベース型のアンテナエレメント４１と、正方形からホームベース型のアンテナエレメント４１を切り欠いた形状のグランドエレメント４２とを含む。

アンテナエレメント４１は、直線状の辺４１Ａ１、４１Ａ２、直線状の辺４１Ｂ１、４１Ｂ２、４１Ｂ３、及び給電点４１Ｃを有する。給電点４１Ｃは、辺４１Ｂ１と辺４１Ｂ２との交点近傍に位置する。

グランドエレメント４２は、直線状の辺４２Ａ１、４２Ａ２、４２Ａ３、４２Ａ４、辺４２Ｂ１、４２Ｂ２、４２Ｂ３、及び接地点４２Ｃを有する。直線状の辺４２Ａ１、４２Ａ２は、それぞれ、アンテナエレメント４１の直線状の辺４１Ａ１、４１Ａ２と同一直線（ｌ１、ｌ２）上に位置する。直線状の辺４２Ａ３、４２Ａ４は、正方形の２辺に相当する。辺４２Ｂ１〜４２Ｂ３は、それぞれ、アンテナエレメント４１の辺４１Ｂ１〜４１Ｂ３に対向する。接地点４２Ｃは、辺４２Ｂ１と辺４２Ｂ２との交点近傍に位置する。

アンテナエレメント４１とグランドエレメント４２とは、図示しない基板（例えば、ガラスエポキシ製のＦＲ４基板）の同一面上に形成される。

ここで、アンテナエレメント４１の辺４１Ａ１の長さは、例えば、１０〜２５ｍｍ、辺４１Ａ２の長さは、例えば、６〜１５ｍｍであればよく、アンテナエレメント４１の辺４１Ｂ１〜４１Ｂ３とグランドエレメント４２の辺４２Ｂ１〜４２Ｂ３との間の距離は、例えば、１〜３ｍｍ程度に設定すればよい。説明の便宜上、図１５には正方形がホームベース型に切り欠かれたグランドエレメント４２を示すが、グランドエレメント４２は、平面視で正方形のものに限られるものではない。

また、給電点４１Ｃ及び接地点４２Ｃは、辺４１Ｂ１〜４１Ｂ３、辺４２Ｂ１〜４２Ｂ３に沿って、任意の位置に移動させてもよい。給電点４１Ｃ及び接地点４２Ｃの位置を調整することにより、特に、ＶＳＷＲ特性を調整することができる。

なお、後に指向性について説明を行う際のＸ、Ｙ、Ｚ軸は、図１５に示す通りであり、Ｘ軸は図面を貫く方向（裏側から表側に向かう方向が正）、Ｙ軸は図面の横方向（左向きを正）、Ｚ軸は図面の縦方向（上向きが正）である。

図１６は、実施の形態４のアンテナ装置のＶＳＷＲ特性及び指向性を示す図であり、（Ａ）はＶＳＷＲ特性、（Ｂ）は垂直偏波（Ｘ−Ｙ面）、（Ｃ）は水平偏波（Ｙ−Ｚ面）の角度分布を示す。なお、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸は、図１５に示す方向である。

図１６（Ａ）のＶＳＷＲ（Voltage Standing Wave Ratio：電圧定在波比）特性に示されている通り、アンテナ装置４０は、３．０ＧＨｚから４．０ＧＨｚの間で約１０〜約１５程度の値を有することが分かった。これは、反射が多いことを表しており、長距離の通信には適さないことが分かる。

また、指向性については、３．０ＧＨｚから５．０ＧＨｚまで０．５ＧＨｚ毎に計測を行ったところ、図１６（Ｂ）に示すように、角度を問わずに約−１６（ｄＢｉ）以下と利得は低くなった。これより、Ｘ−Ｙ面内における分布は略均等であるものの、利得は非常に低く、アンテナ装置４０は、Ｘ−Ｙ方向では通信を行うのに十分な利得が得られないことが分かった。

また、図１６（Ｃ）に示すように、Ｙ−Ｚ面内では、ヌル点に近い方向である０°と１８０°で利得は約−６（ｄＢｉ）とかなり低い値を示し、他の角度では約−２（ｄＢｉ）以下の値となった。

このように、実施の形態４によれば、指向性における１８０°の方向（ヌル点のあるＺ軸の方向）を通信方向として用いることにより、近距離通信に適した低電力通信用のアンテナ装置４０を提供することができる。ここで、実施の形態４のアンテナ装置４０は、ヌル点のある方向（Ｚ軸の方向）及び高さにまで形成されるグランドエレメント４２を含むため、Ｚ軸方向には電波の放射が極めて少なく、かつ、Ｘ−Ｙ方向にも放射が極めて少ない。

このため、ヌル点に近い方向であるＺ軸方向において、近距離通信が可能である。

また、通信距離は、例えば、１０ｃｍ以内程度にすることができる。このように通信距離が短いため、外乱を受け難いという効果が得られる。

なお、実施の形態４のアンテナ装置４０は、図１７（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示すように変形してもよい。

図１７（Ａ）、（Ｂ）に示すアンテナ装置４０は、アンテナエレメント４１の給電点４１Ｃにマイクロストリップライン４３が接続されるとともに、グランドエレメント４２は、基板１００の裏面に形成されている。アンテナエレメント４１への給電は、マイクロストリップライン４３を介して行われるので、アンテナ装置４０Ａは、図１５に示すアンテナ装置４０と略同一の特性を有する。

また、図１７（Ｃ）に示すアンテナ装置４０Ｂのように、アンテナエレメント４２のホームベース形状を左右で非対称な形状にしてもよい。アンテナ装置４０Ｂは、図１５に示すアンテナ装置４０とは指向性が多少異なるが、ＶＳＷＲ特性については、同様の特性を有する。

また、ここで、２つの実施の形態３のアンテナ装置３０（図１３参照）をヌル点同士が向き合うように配置して測定した利得特性と、２つの実施の形態４のアンテナ装置４０（図１５参照）をヌル点同士が向き合うように配置して測定した利得特性について説明する。

図１８は、実施の形態３のアンテナ装置３０と実施の形態４のアンテナ装置４０の利得特性を示す図である。

実施の形態３の２つのアンテナ装置３０を距離ｄを隔てて向かい合わせて近接させたところ、ｄ＝２．０ｍｍでＳ２１＝約−７ｄＢ、ｄ＝１０．０ｍｍでＳ２１＝約−２１ｄＢ、ｄ＝３０．０ｍｍでＳ２１＝約−３０ｄＢ、ｄ＝１００．０ｍｍでＳ２１＝約−４１ｄＢという値が得られた。

また、実施の形態４の２つのアンテナ装置４０を距離ｄを隔てて向かい合わせて近接させたところ、ｄ＝２．０ｍｍでＳ２１＝約−６ｄＢ、ｄ＝１０．０ｍｍでＳ２１＝約−１８ｄＢ、ｄ＝３０．０ｍｍでＳ２１＝約−３０ｄＢ、ｄ＝１００．０ｍｍでＳ２１＝約−４５ｄＢという値が得られた。

このように、実施の形態３、４のアンテナ装置３０、４０は、Ｚ軸方向では近傍界において比較用のアンテナ装置１よりも損失が小さく良好な値が得られていることから、近傍界における通信に向いていることが分かる。

［実施の形態５］
図１９は、実施の形態５のアンテナ装置を示す構成図である。

実施の形態５のアンテナ装置５０は、実施の形態４の変形例のアンテナ装置４０のホームベース型のアンテナエレメント５１を非対称にするとともに、グランドエレメントを２つに分割してコプレーナ導波路を接続したものである。

アンテナ装置５０は、非対称のホームベース型のアンテナエレメント５１と、正方形からホームベース型のアンテナエレメント５１を切り欠いた形状のグランドエレメント５２とを含む。

アンテナエレメント５１は、直線状の辺５１Ａ１、５１Ａ２、直線状の辺５１Ｂ１、５１Ｂ２、５１Ｂ３、及び給電点５１Ｃを有する。給電点５１Ｃは、辺５１Ｂ１と辺５１Ｂ２との交点近傍に位置する。また、給電点５１Ｃには、コプレーナ導波路５３が接続されている。

グランドエレメント５２は、直線状の辺５２Ａ１、５２Ａ２、５２Ａ３、５２Ａ４、辺５２Ｂ１、５２Ｂ２、５２Ｂ３、及び接地点５２Ｃを有する。グランドエレメント５２は、コプレーナ導波路５３の両脇に位置するように、グランドエレメント５２１と５２２に分割されている。

直線状の辺５２Ａ１、５２Ａ２は、それぞれ、アンテナエレメント５１の直線状の辺５１Ａ１、５１Ａ２と同一直線（ｌ１、ｌ２）上に位置する。直線状の辺５２Ａ３、５２Ａ４は、正方形の２辺に相当する。辺５２Ｂ１〜５２Ｂ３は、それぞれ、アンテナエレメント５１の辺５１Ｂ１〜５１Ｂ３に対向する。接地点５２Ｃは、辺５２１Ａ３と辺５２２Ａ３との交点近傍に位置する。

アンテナエレメント５１とグランドエレメント５２とは、図示しない基板（例えば、ガラスエポキシ製のＦＲ４基板）の同一面上に形成される。

ここで、アンテナエレメント５１の辺５１Ａ１の長さは、例えば、１０〜２５ｍｍ、辺５１Ａ２の長さは、例えば、６〜１５ｍｍであればよく、アンテナエレメント５１の辺５１Ｂ１〜５１Ｂ３とグランドエレメント５２の辺５２Ｂ１〜５２Ｂ３との間の距離は、例えば、１〜３ｍｍ程度に設定すればよい。説明の便宜上、図１９には正方形がホームベース型に切り欠かれたグランドエレメント５２を示すが、グランドエレメント５２は、平面視で正方形のものに限られるものではない。

このように、コプレーナ導波路５３を介して給電するようにしても、実施の形態４のアンテナ装置５０と同様に、近距離通信に適した低電力通信用のアンテナ装置５０を提供することができる。

なお、図２０（Ａ）、（Ｂ）に示すように、実施の形態５のアンテナ装置５０が形成される基板１００の裏面にもグランドエレメント５２３を形成してもよい。

［実施の形態６］
図２１は、実施の形態６のアンテナ装置を示す構成図である。

実施の形態６のアンテナ装置６０は、実施の形態４のアンテナ装置４０のホームベース型のアンテナエレメント４１を三角形に変形したものである。

アンテナ装置６０は、三角形のアンテナエレメント６１と、正方形から三角形のアンテナエレメント６１を切り欠いた形状のグランドエレメント６２とを含む。

アンテナエレメント６１は、辺６１Ａ１、６１Ａ２、６１Ｂ、及び給電点６１Ｃを有する。給電点６１Ｃは、辺６１Ａ２と辺６１Ｂとの交点近傍に位置する。

グランドエレメント６２は、辺６２Ａ１、６２Ａ２、６２Ａ３、６２Ａ４、辺６２Ｂ、及び接地点６２Ｃを有する。辺６２Ａ１、６２Ａ２は、それぞれ、アンテナエレメント６１の辺６１Ａ１、６１Ａ２と同一直線（ｌ１、ｌ２）上に位置する。辺６２Ａ３、６２Ａ４は、正方形の２辺に相当する。辺６２Ｂは、アンテナエレメント６１の辺６１Ｂに対向する。接地点６２Ｃは、辺６２Ａ２と辺６２Ｂとの交点近傍に位置する。

アンテナエレメント６１とグランドエレメント６２とは、図示しない基板（例えば、ガラスエポキシ製のＦＲ４基板）の同一面上に形成される。

ここで、アンテナエレメント６１の辺６１Ａ１の長さは、例えば、１０〜２０ｍｍ、辺６１Ａ２の長さは、例えば、５〜１０ｍｍであればよく、アンテナエレメント６１の辺６１Ｂとグランドエレメント６２の辺６２Ｂとの間の距離は、例えば、１〜３ｍｍ程度に設定すればよい。説明の便宜上、図２１には正方形がホームベース型に切り欠かれたグランドエレメント６２を示すが、グランドエレメント６２は、平面視で正方形のものに限られるものではない。

また、給電点６１Ｃ及び接地点６２Ｃは、辺６１Ｂ、辺６２Ｂに沿って、任意の位置に移動させてもよい。給電点６１Ｃ及び接地点６２Ｃの位置を調整することにより、特に、ＶＳＷＲ特性を調整することができる。

このような実施の形態６のアンテナ装置６０は、実施の形態４のアンテナ装置４０と同様に、ヌル点のある方向（Ｚ軸の方向）及び高さにまで形成されるグランドエレメント６２を含むため、Ｚ軸方向には電波の放射が極めて少なく、かつ、Ｘ−Ｙ方向にも放射が極めて少ない。

このため、ヌル点のあるＺ軸方向において、近距離通信が可能である。

このように、実施の形態６によれば、指向性における１８０°の方向（ヌル点のあるＺ軸の方向）を通信方向として用いることにより、近距離通信に適した低電力通信用のアンテナ装置６０を提供することができる。

［実施の形態７］
図２２は、実施の形態７のアンテナ装置を示す構成図である。

実施の形態７のアンテナ装置７０は、実施の形態６のアンテナ装置６０のアンテナエレメント６１に切欠部を形成したものである。

アンテナ装置７０は、三角形のアンテナエレメント７１と、正方形から三角形のアンテナエレメント７１を切り欠いた形状のグランドエレメント７２とを含む。

アンテナエレメント７１は、辺７１Ａ１、７１Ａ２、７１Ｂ、及び給電点７１Ｃを有する。給電点７１Ｃは、辺７１Ａ２と辺７１Ｂとの交点近傍に位置する。

また、実施の形態７のアンテナエレメント７１は、切欠部７４を有する。切欠部７４は、辺７１Ａ２が−Ｙ方向に切り欠かれた部分であり、周波数特性（特に、ＶＳＷＲ特性）を調整するために形成されている。

グランドエレメント７２は、辺７２Ａ１、７２Ａ２、７２Ａ３、７２Ａ４、辺７２Ｂ、及び接地点７２Ｃを有する。辺７２Ａ１、７２Ａ２は、それぞれ、アンテナエレメント７１の辺７１Ａ１、７１Ａ２と同一直線（ｌ１、ｌ２）上に位置する。辺７２Ａ３、７２Ａ４は、正方形の２辺に相当する。辺７２Ｂは、アンテナエレメント７１の辺７１Ｂに対向する。接地点７２Ｃは、辺７２Ａ２と辺７２Ｂとの交点近傍に位置する。

アンテナエレメント７１とグランドエレメント７２とは、図示しない基板（例えば、ガラスエポキシ製のＦＲ４基板）の同一面上に形成される。

その他は、実施の形態６のアンテナ装置６０と同様である。

このような実施の形態７のアンテナ装置７０は、実施の形態４のアンテナ装置４０と同様に、ヌル点のある方向（Ｚ軸の方向）及び高さにまで形成されるグランドエレメント７２を含むため、Ｚ軸方向には電波の放射が極めて少なく、かつ、Ｘ−Ｙ方向にも放射が極めて少ない。

このため、ヌル点のあるＺ軸方向において、近距離通信が可能である。

このように、実施の形態７によれば、指向性における１８０°の方向（ヌル点のあるＺ軸の方向）を通信方向として用いることにより、近距離通信に適した低電力通信用のアンテナ装置７０を提供することができる。

なお、切欠部７４を形成したことによる周波数特性の変化については、実施の形態８を説明した後に説明する。

［実施の形態８］
図２３は、実施の形態８のアンテナ装置を示す構成図である。

実施の形態８のアンテナ装置８０は、実施の形態６のアンテナ装置６０のアンテナエレメント６１とグランドエレメント６２にスリットを形成したものである。なお、スリットを説明する便宜上、図２３（Ｂ）では、図２３（Ａ）に示すアンテナエレメント８１と、グランドエレメント８２とを離して示す。

アンテナ装置８０は、三角形のアンテナエレメント８１と、正方形から三角形のアンテナエレメント８１を切り欠いた形状のグランドエレメント８２とを含む。

アンテナエレメント８１は、辺８１Ａ１、８１Ａ２、８１Ｂ、及び給電点８１Ｃを有する。給電点８１Ｃは、辺８１Ａ２と辺８１Ｂとの交点近傍に位置する。

また、実施の形態８のアンテナエレメント８１は、周波数特性（特に、ＶＳＷＲ特性）を調整するためのスリット８５Ａ、８５Ｂ、８５Ｃを有する。スリット８５Ａ、８５Ｃは、辺８１Ａ２に−Ｙ方向に形成されており、スリット８５Ｂは、辺８１Ｂに＋Ｙ方向に形成されている。

グランドエレメント８２は、辺８２Ａ１、８２Ａ２、８２Ａ３、８２Ａ４、辺８２Ｂ、及び接地点８２Ｃを有する。辺８２Ａ１、８２Ａ２は、それぞれ、アンテナエレメント８１の辺８１Ａ１、８１Ａ２と同一直線（ｌ１、ｌ２）上に位置する。辺８２Ａ３、８２Ａ４は、正方形の２辺に相当する。辺８２Ｂは、アンテナエレメント８１の辺８１Ｂに対向する。接地点８２Ｃは、辺８２Ａ２と辺８２Ｂとの交点近傍に位置する。

また、グランドエレメント８２は、スリット８６Ａ、８６Ｂ、８６Ｃを有する。スリット８６Ａ、８６Ｃは、辺８２Ｂに−Ｙ方向に形成されており、スリット８６Ｂは、辺８２Ｂに＋Ｙ方向に形成されている。

アンテナエレメント８１とグランドエレメント８２とは、図示しない基板（例えば、ガラスエポキシ製のＦＲ４基板）の同一面上に形成される。

その他は、実施の形態６のアンテナ装置６０と同様である。

このような実施の形態８のアンテナ装置８０は、実施の形態４のアンテナ装置４０と同様に、ヌル点のある方向（Ｚ軸の方向）及び高さにまで形成されるグランドエレメント８２を含むため、Ｚ軸方向には電波の放射が極めて少なく、かつ、Ｘ−Ｙ方向にも放射が極めて少ない。

このため、ヌル点のあるＺ軸方向において、近距離通信が可能である。

このように、実施の形態８によれば、指向性における１８０°の方向（ヌル点のあるＺ軸の方向）を通信方向として用いることにより、近距離通信に適した低電力通信用のアンテナ装置８０を提供することができる。

ここで、図２４を用いて、実施の形態６、７、８のアンテナ装置６０（図２１参照）、アンテナ装置７０（図２２参照）、アンテナ装置８０（図２３参照）のＶＳＷＲ特性について説明する。

図２４に示すように、切欠部もスリットも含まない実施の形態６のアンテナ装置６０に対して、実施の形態７、８のアンテナ装置７０、８０のＶＳＷＲ特性は、低周波数側にシフトしている。

以上のように、実施の形態７のアンテナ装置７０のように切欠部７４を形成することにより、あるいは、実施の形態８のアンテナ装置８０のようにスリット８５Ａ〜８５Ｃ、８６Ａ〜８６Ｃを形成することにより、ＶＳＷＲ特性を低周波数側にシフトさせることができる。

このため、アンテナ装置の用途に応じて切欠部やスリットを形成すれば、通信帯域を選択することができる。

なお、実施の形態８のアンテナ装置８０のスリット８５Ａ〜８５Ｃ、８６Ａ〜８６Ｃの位置、及び数は、任意に設定することができる。また、ここでは、Ｙ方向に形成したスリットだけを示したが、スリットは、図２５に示すように、Ｚ方向に形成されていてもよい。

［実施の形態９］
図２６は、実施の形態９のアンテナ装置を示す構成図である。

実施の形態９のアンテナ装置９０は、実施の形態８のアンテナ装置８０のスリット内に、突起部を挿入したものである。なお、突起部を説明する便宜上、図２６（Ｂ）では、図２６（Ａ）に示すアンテナエレメント９１と、グランドエレメント９２とを離して示す。

アンテナ装置９０は、三角形のアンテナエレメント９１と、正方形から三角形のアンテナエレメント９１を切り欠いた形状のグランドエレメント９２とを含む。

アンテナエレメント９１は、実施の形態８のアンテナエレメント８１に突起部９７を付加したものである。突起部９７は、平面視で、グランドエレメント９２のスリット８６Ｃの内部に挿入される。なお、突起部９７とスリット８６Ｃとの間は、一定の間隔に保持されている。アンテナエレメント９１のその他の構成は、実施の形態８のアンテナエレメント８１と同一であるため、同一の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。

グランドエレメント９２は、実施の形態８のグランドエレメント８２に突起部９８を付加したものである。突起部９８は、平面視で、アンテナエレメント９１のスリット８５Ｂの内部に挿入される。なお、突起部９８とスリット８５Ｂとの間は、一定の間隔に保持されている。グランドエレメント９２のその他の構成は、実施の形態８のグランドエレメント８２と同一であるため、同一の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。

このような実施の形態９のアンテナ装置９０のＶＳＷＲ特性は、実施の形態８のアンテナ装置８０のＶＳＷＲ特性に対して、低周波数側にシフトした特性を示す。

以上のように、実施の形態９のアンテナ装置９０のように突起部９７、９８を形成することにより、ＶＳＷＲ特性を低周波数側にシフトさせることができる。

このため、アンテナ装置の用途に応じてスリットに加えて突起部を形成すれば、通信帯域を選択することができる。

［実施の形態１０］
実施の形態１０のアンテナ装置１００は、通信装置１０１に実装されている点が実施の形態１乃至９と異なる。

図２７は、実施の形態１０のアンテナ装置１００が実装される通信装置１０１を示す図である。

図２７（Ａ）に示すように、アンテナ装置１００が実装される通信装置１０１は、通信回路１１０、フィルタ１２０Ａ〜１２０Ｄ、及び端子１３１〜１３４を含む。

ここで、実施の形態１０のアンテナ装置１００は、実施の形態１のアンテナ装置１０と同一であり、アンテナエレメント１１とグランドエレメント１２（図１参照）を含むものとする。

また、説明の便宜上、図２７（Ａ）には通信回路１１０の外部にアンテナ装置１００が接続されている状態を示すが、実際には、アンテナ装置１００のアンテナエレメント１１だけが通信装置１１０の外部に接続されており、グランドエレメント１２は、通信回路１１０のグランド層として形成されているものとする。

フィルタ１２０Ａ〜１２０Ｄは、すべて同一の回路構成を有するため、特に区別しない場合は、フィルタ１２０と称す。

端子１３１、１３２は、通信装置１０１の通信に必要な信号を外部装置との間で授受するための端子である。また、端子１３３は電源用の端子であり、端子１３４はグランド用の端子である。

図２７（Ｂ）に示すように、フィルタ１２０は、π型の高周波遮断フィルタであり、コイル１２１、コンデンサ１２２、１２３がπ型に接続されている。

図２７（Ｃ）、（Ｄ）に示すように、通信装置１０１は、一例として、筐体１４０に収納され、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）端子１５０に接続されている。ＵＳＢ端子１５０の４つの端子（図示せず）には、それぞれ、図２７（Ａ）に示す端子１３１〜１３４が接続されている。

筐体１４０には、アンテナ装置１００、通信回路１１０、及びフィルタ１２０Ａ〜１２０Ｄが収納されている。

ここで、上述のように、アンテナ装置１００のアンテナエレメント１１だけが通信装置１１０の外部に接続されており、グランドエレメント１２は、通信回路１１０のグランド層として形成されているものとする。

このため、グランドエレメント１２の寸法は、図２７（Ｃ）に矢印Ａ、Ｂで示す通信回路１１０の導電パターン（電源パターン又はグランドパターン）の寸法によって決まる。そして、通信回路１１０は、フィルタ１２０Ａ〜１２０Ｄによって、パソコン等の外部回路と分離されている。

このような実施の形態１０のアンテナ装置１００は、例えば、パソコン等の外部装置ＵＳＢポートに接続するだけで近距離での通信が可能になり、また、フィルタ１２０Ａ〜１２０Ｄにより、通信回路１１０が外部回路と遮断されているため、アンテナ装置１００としてのグランドエレメント１２（図１参照）の電気長が見かけ上（外部回路の方まで）長くなることによって通信特性が変動することを抑制することができる。なお、図２７（Ａ）に示すように、信号線についてもフィルタ１２０Ａ、１２０Ｂで外部回路と分離されているため、信号線が外部回路と直接接続されることによるアンテナ装置１００の通信特性の変動も抑制することができる。

以上、本発明の例示的な実施の形態のアンテナ装置について説明したが、本発明は、具体的に開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。

１０、２０ アンテナ装置
１１、２１ アンテナエレメント
１１Ａ、２１Ａ 直線状の辺
１１Ｂ、２１Ｂ 半円弧状の辺
１１Ｃ 給電部
１２、２２、２５ グランドエレメント
１２Ａ、２２Ａ、２５Ａ 上辺
１２Ｂ、２２Ｂ、２５Ｂ 半円弧状の辺
１２Ｃ 接地点
１３ 基板
１４ 同軸ケーブル
１４Ａ コアケーブル
１４Ｂ シールドライン
１５Ａ、１５Ｂ 半田
２１Ｃ マイクロストリップライン
２６ ビアホール
３０ アンテナ装置
３１ アンテナエレメント
３１Ａ１、３１Ａ２ 辺
３１Ｂ 円弧状の辺
３１Ｃ 給電点
３２ グランドエレメント
３２Ａ１、３２Ａ２、３２Ａ３、３２Ａ４ 直線状の辺
３２Ｂ 円弧状の辺
３２Ｃ 接地点
４０ アンテナ装置
４１ アンテナエレメント
４２ グランドエレメント
４１Ａ１、４１Ａ２ 辺
４１Ｂ１、４１Ｂ２、４１Ｂ３ 直線状の辺
４１Ｃ 給電点
４２ グランドエレメント
４２Ａ１、４２Ａ２、４２Ａ３、４２Ａ４ 直線状の辺
４２Ｂ１、４２Ｂ２、４２Ｂ３ 辺
４２Ｃ 接地点
４３ マイクロストリップライン
５１ アンテナエレメント
５１Ａ１、５１Ａ２ 辺
５１Ｂ１、５１Ｂ２、５１Ｂ３ 直線状の辺
５１Ｃ 給電点
５２ グランドエレメント
５２Ａ１、５２Ａ２、５２Ａ３、５２Ａ４ 辺
５２Ｂ１、５２Ｂ２、５２Ｂ３ 辺
５２Ｃ 接地点
５２１、５２２、５２３ グランドエレメント
５３ コプレーナ導波路
１００ 基板
６０ アンテナ装置
６１ アンテナエレメント
６２ グランドエレメント
６１Ａ１、６１Ａ２、６１Ｂ 辺
６１Ｃ 給電点
６２ グランドエレメント
辺６２Ａ１、６２Ａ２、６２Ａ３、６２Ａ４
６２Ｂ 辺
６２Ｃ 接地点
７０ アンテナ装置
７４ 切欠部
８０ アンテナ装置
８１ アンテナエレメント
８１Ａ１、８１Ａ２、８１Ｂ 辺
８１Ｃ 給電点
８２ グランドエレメント
８２Ａ１、８２Ａ２、８２Ａ３、８２Ａ４、８２Ｂ 辺
８２Ｃ 接地点
８０ アンテナ装置
８５Ａ〜８５Ｃ、８６Ａ〜８６Ｃ スリット
９０ アンテナ装置
９７、９８ 突起部
１００ アンテナ装置
１０１ 通信装置
１１０ 通信回路
１２０Ａ〜１２０Ｄ フィルタ
１３１〜１３４ 端子
１４０ 筐体
１５０ ＵＳＢ端子

Claims (9)

1. 外部電源から給電される平板状のアンテナエレメントと、前記アンテナエレメントと結合される平板状のグランドエレメントとを含むアンテナ装置であって、
   前記アンテナエレメント及び前記グランドエレメントは、平面視で矩形状の導電膜の一部分又は複数部分が切り欠かれた形状であるとともに、前記アンテナエレメントは、多角形又は円形、あるいは、多角形又は円形の一部分の形状に形成されており、前記グランドエレメントに近接する部位に給電部を有する、アンテナ装置。
2. 前記アンテナエレメント及び前記グランドエレメントは、互いに近接する近接辺を有し、前記アンテナエレメントの前記近接辺と、前記グランドエレメントの前記近接辺との間隔は、一定である、請求項１に記載のアンテナ装置。
3. 前記アンテナエレメント及び前記グランドエレメントは、同一直線上にある辺を含む、請求項１又は２に記載のアンテナ装置。
4. 前記アンテナエレメントは、切欠部、スリット、又は突起部を含む、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
5. 前記グランドエレメントは、スリット、又は突起部を含む、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
6. 前記アンテナエレメントは基板の一方の面に形成されているとともに、前記グランドエレメントは前記基板の他方の面に形成されており、
   前記アンテナエレメントは、マイクロストリップラインを有する、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
7. 前記基板の前記一方の面に形成され、前記マイクロストリップラインによって一方の側と他方の側とに分離される第２のグランドエレメントをさらに含む、請求項６に記載のアンテナ装置。
8. 前記アンテナエレメントと前記グランドエレメントは基板の同一の面に形成されており、
   前記アンテナエレメントは、コプレーナ導波路を有し、前記グランドエレメントは、前記コプレーナ導波路によって一方の側と他方の側とに分離される、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
9. 前記アンテナエレメントは、平面視で線対称な形状を有し、前記給電部は対称軸上に位置する、請求項１乃至８のいずれか一項に記載のアンテナ装置。

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