JP2011114691A - アンテナ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アンテナを構成するエレメントが誘電体からなる保持部材にて保持され、エレメントを含む保持部材が回路基板に固定されたアンテナ装置において、水平偏波に対し、水平面指向性を無指向性とする。
【解決手段】２重螺旋構造のエレメントが保持部材に保持されたユニットを、グランドパターン及び無線回路を有する回路基板に実装し、エレメントにおける螺旋部の軸方向を、回路基板の一面と平行とした。また、回路基板に、軸方向に垂直でエレメントに対して同一側に延びる垂直部を含んだ一対の導体パターンを設け、これら導体パターンを、軸方向の互いに異なる端部側で、互いに異なるエレメントと接続させた。そして、接続した２つのエレメント及び導体パターンの電気長の和を、使用周波数の１／２波長とした。さらに、導体パターンの一方の、エレメントとの接続端から所定距離離れ、該接続端との間に垂直部の少なくとも一部を含む部位に給電点を設けた。
【選択図】図５

Description

本発明は、誘電体を用いて小型化されたアンテナが、グランドパターンと、該グランドパターンに接続された無線回路とを有する回路基板に実装されてなる小型のアンテナ装置に関し、特に車両のスマートエントリーシステムに用いられるアンテナ装置に関するものである。

特に比較的波長の長い（数十ｃｍ〜数ｍ）領域の電波を使用する無線装置では、装置の体格に対してアンテナの大きさが支配的であるため、アンテナの配置スペースが制限されることが多い。このような場合、誘電体に接してアンテナを形成することで電気長を稼いで小型化を図ったり、無線回路やグランドパターンの形成された回路基板にアンテナを実装することで、回路基板とアンテナとが別体とされる構成よりも小型化を図っている。

誘電体を用いて小型化したアンテナが、グランドパターンと、該グランドパターンに接続された無線回路と有する回路基板に実装されてなるアンテナ装置として、例えば特許文献１が開示されている。

このアンテナ装置では、モノポール構造のアンテナが構成されており、基板に形成されたグランドパターンが、アンテナの一部として機能するようになっている。具体的には、直方体形状の誘電体部材に導体パターンが形成されてミアンダ形状の放射エレメントをなしており、放射エレメントの伸延方向が、長方形のグランドパターンの一短辺と平行となっている。また、直方体形状の誘電体部材は、上記一短辺との間に所定の間隔を有して基板に配置されている。そして、無線回路が、上記伸延方向における一端側にて、放射エレメントとグランドパターンの一短辺側の端部とに接続されている。

特開２００６−３１９４３７号公報

上記したアンテナ装置では、アンテナを所望の周囲数で共振させるために、グランドパターンに流れる電流成分を活用している。長方形のグランドパターンにおいては、無線回路との接続部位側の短辺と接続部位に近い側の長辺に沿って電流が流れ、グランドパターンの短辺側の端部に流れる電流は、放射エレメントに流れる電流に対して流れ方向が逆向きである。

したがって、放射エレメントに流れる電流の一部が、グランドパターンの短辺側の端部に流れる電流によって相殺され、グランドパターンに流れる電流（主として長辺側の端部に流れる電流）が、放射エレメントに流れる電流よりも大きくなる。この結果、水平偏波に対する基板の表面に平行な水平面の指向性は８の字形状となり、基板の表面に平行であって、放射エレメントの伸延方向に垂直な方向（例えば正面方向）に、ＮＵＬＬが存在することとなる。なお、正面方向とは、板の表面に平行であって、放射エレメントの伸延方向に垂直な方向のうち、グランドパターンから放射エレメントを見た方向である。

このように、特許文献１に示されるアンテナ装置では、誘電体を用いて小型化したアンテナを回路基板に実装することで、アンテナ装置の体格の更なる小型化を図りつつ、水平面の全方向に電波を放射させることが困難である。

これに対し、本出願人は先に、一方を信号線とし、他方をグランド線とする２つのエレメントとして、螺旋状に延びる外部エレメントの内部に、外部エレメントの軸方向に沿って螺旋状に延びる螺旋状の内部エレメントを、間隔を隔てて配置してなる２重螺旋構造の終端開放型アンテナ（ダイポールアンテナ）を備えたアンテナ装置を提案している（特願２００８−１４７３４０号）。なお、高周波電流により、信号線とグランド線とは周期的に切り替わる。

このアンテナ装置では、２つのエレメントが誘電体からなる保持部材にて保持された状態で、回路基板に実装されている。そして、各エレメントの螺旋構造、誘電体による波長短縮効果、及び回路基板への実装により、体格が小型化されている。

また、２つのエレメントがダイポールアンテナとして動作するため、特許文献１に記載の構成よりもアンテナの放射効率が高くなっている。この結果、正面方向においてＮＵＬＬが存在せず、正面方向のアンテナ利得が向上されたものとなっている。しかしながら、ＮＵＬＬは正面方向には存在しないものの、横方向には存在するため、水平面の全方向に電波を放射させることが困難であった。

本発明は上記問題点に鑑み、アンテナを構成するエレメントが誘電体からなる保持部材にて保持され、エレメントを含む保持部材が回路基板に固定されたアンテナ装置において、水平偏波に対し、水平面指向性を無指向性とすることを目的とする。

上記目的を達成する為に、請求項１に記載のアンテナ装置は、一面若しくは該一面に平行な面に形成されたグランドパターンと、該グランドパターンに接続された無線回路と有する回路基板と、一方を信号線とし、他方をグランド線とする２つのエレメントとしての、螺旋状に延びる螺旋部を有する外側エレメント、及び、外側エレメントにおける螺旋部の内側に該螺旋部と間隔をあけて配置され、外側エレメントにおける螺旋部の軸方向に沿って螺旋状に延びる螺旋部を有する内側エレメントと、誘電体からなり、２つのエレメントにおける各螺旋部に接触しつつ螺旋部間に配置されて、２つのエレメントを所定の位置関係に保持し、螺旋部の軸方向が回路基板の一面と平行となるように、エレメントとともに一面に固定された保持部材と、を備えている。

回路基板は、一面若しくは該一面に平行な面に、螺旋部の軸方向に垂直な方向であって２つのエレメントに対して同一側に延びる垂直部を含んだ一対の導体パターンを有している。外側エレメントの、螺旋部の軸方向における一端側の端部が、一対の導体パターンのうち、外側用導体パターンにおける保持部材側の一端と電気的に接続され、螺旋部の軸方向における他端側の端部が開放端とされている。また、内側エレメントの、螺旋部の軸方向における外側エレメントと外側用導体パターンとが接続された一端側の端部が開放端とされ、螺旋部の軸方向における他端側の端部が、一対の導体パターンのうち、外側用導体パターンにおける保持部材側の一端と電気的に接続されている。そして、外側エレメント及び外側用導体パターンの電気長と、内側エレメント及び内側用導体パターンの電気長との和が、使用周波数の半波長とされ、外側用導体パターン及び内側用導体パターンのいずれか一方における、対応するエレメントとの電気的な接続端から所定距離離れ、該電気的な接続端との間に垂直部の少なくとも一部を含む部位に、無線回路との給電点を設けたことを特徴とする。

本発明では、給電点が設けられた一方の導体パターンから給電すると、導体パターンを通じて該導体パターンに接続された側のエレメントに電流が流れる。このとき、外側エレメントの螺旋部の内側に内側エレメントの螺旋部が位置するため、電流が流れたエレメントとは反対側のエレメントにも逆方向の電流（イメージ電流）が流れることとなる。そして、反対側のエレメントに接続された導体パターンにも、電流が流れる。

また、外側エレメント及び外側用導体パターンの電気長と、内側エレメント及び内側用導体パターンの電気長の和が、使用周波数の波長の１／２の長さとなっている。したがって、連結された導体パターンを含む外側エレメントと、連結された導体パターンを含む内側エレメントが、所謂半波長ダイポールアンテナとして機能する。

また、上記したように、一対の導体パターンは、螺旋部の軸方向に垂直な方向であって同一側に延びる垂直部をそれぞれ含んでいる。したがって、２つのエレメントの螺旋部に流れる電流が形成する電磁界成分と、一対の導体パターンの垂直部に流れる電流が形成する電磁界成分とで、水平偏波に対し、水平面指向性を無指向性とすることができる。この点については、本発明者によって実際に確認されている。

また各エレメントの螺旋構造とするとともに誘電体による波長短縮効果によって電気長を稼いでいる。さらには、無線回路やグランドパターンが形成された回路基板に、エレメントを実装して一体化することで、配置スペースの縮小を図っている。これら効果により、本発明では、アンテナ装置の体格を小型化することができる。なお、上記した「使用周波数の波長の１／２の長さ」とは、完全に１／２だけでなく、ほぼ１／２でも良い。

請求項２に記載のように、外側エレメント及び外側用導体パターンの電気長と、内側エレメント及び内側用導体パターンの電気長とが、ともに使用周波数の波長の１／４の長さとされた構成とすると良い。

これによれば、互いに平行に配置された各垂直部において、給電点を有さない側の導体パターンに流れる電流のベクトルが、共振状態で、給電点が設けられた導体パターンに流れる電流のベクトルと同一の方向となる。したがって、互いに平行に配置された垂直部を有しながらも、それぞれに流れる電流が形成する電磁界が互いに打ち消し合うことはないので、アンテナ利得を向上することができる。なお、上記した「使用周波数の波長の１／４の長さ」とは、完全に１／４だけでなく、ほぼ１／４でも良い。

請求項３に記載のように、グランドパターンが矩形状を有しており、２つのエレメントを含む保持部材は、一面に沿う方向において、螺旋部の軸方向が矩形状のグランドパターンの一辺に対して平行となり、該一辺との間に所定の間隔を有するように配置され、一対の導体パターンは、垂直部の間にグランドパターンが位置し、一面に沿う方向において、各垂直部が矩形状のグランドパターンの対向辺に対して平行であって該対向辺との間に所定の間隔を有するように形成された構成を採用すると良い。

これによれば、回路基板の一面に沿う方向において、アンテナ装置の体格をより小型化することもできる。

請求項４に記載のように、外側用導体パターン及び内側用導体パターンのいずれか一方における、対応するエレメントとの電気的な接続端とは反対側の端部に給電点を設けても良い。また、請求項５に記載のように、外側用導体パターン及び内側用導体パターンのいずれか一方における、対応するエレメントとの電気的な接続端と、該電気的な接続端とは反対側の端部との間に給電点を設けても良い。

請求項５に記載の構成では、給電点を設けた側の導体パターンにおいて、給電点からエレメントとは反対側の端部までの部位は、所謂スタブとして機能することとなる。したがって、インピーダンス整合のために、給電点の位置により、アンテナのインピーダンスを調整することもできる。

参考例としての、アンテナ装置の電界強度分布を示す図である。 図１に示すアンテナ装置の、水平面指向性を示す図であり、水平偏波を実線、垂直偏波を破線で示している。 参考例としての、アンテナ装置の電界強度分布を示す図である。 図１に示すアンテナ装置の、水平面指向性を示す図であり、水平偏波を実線、垂直偏波を破線で示している。 本実施形態に係るアンテナ装置の概略構成を示す平面図である。 図５に示すアンテナ装置のうち、２つのエレメントの部分を拡大した平面図である。 図５に示すアンテナ装置のうち、２つのエレメントと保持部材からなるユニットの概略構成を示す斜視図である。 図７に示すユニットのうち、ユニットの下側部分を形成する工程を示す斜視図である。 図７に示すユニットのうち、ユニットの上側部分を形成する工程を示す斜視図である。 図５に示すアンテナ装置において、アンテナ動作時における電流分布を、ＦＤＴＤ法を用いてシミュレーションした結果を示す図である。 図１０において、給電側の内側エレメント及び内側用導体パターンの電流分布を示す図である。 図１０において、非給電側の外側エレメント及び外側用導体パターンの電流分布を示す図である。 図５に示すアンテナ装置の、水平面指向性を示す図であり、水平偏波を実線、垂直偏波を破線で示している。 その他変形例を示す平面図である。

本発明の実施形態について説明する前に、本発明者が本発明を創作するに至った経緯を説明する。

無線機器では、アンテナの配置スペースが制限されることが多く、誘電体に接してアンテナを形成することで電気長を稼いで小型化を図ったり、無線回路やグランドパターンの形成された回路基板にアンテナを実装することで、回路基板とアンテナとが別体とされる構成よりも小型化を図っている。特に無線機器の体格に対し、大きい波長（数十ｃｍ〜数ｍ）となる周波数を使用周波数（共振周波数）とする際には、このような構成が採用される。

本発明者は、車両のスマートエントリーシステムに用いられる小型のアンテナ装置として、誘電体を用いて小型化したアンテナを、グランドパターンと、該グランドパターンに接続された無線回路と有する回路基板に実装してなるアンテナ装置（図１及び図３）を試作し、鋭意検討を行った。

図１に示すアンテナ装置１０では、エレメントが誘電体に保持されてなるユニット３０が所謂チップアンテナとなっており、共振特性を得るために、ユニット３０のエレメントと無線回路４０との間に、複数のインダクタ４１が挿入されている。すなわち、整合回路を必要としている。

回路基板２０の長方形の一面２１上には、回路基板２０における短手辺側の長さと同一の長さを有し、回路基板２０と同方向に長い長方形のグランドパターン２２が形成されている。そして、グランドパターン２２の形成されていない領域、すなわち、回路基板２０の長手方向に沿う長さが回路基板２０の短手方向に沿う長さよりも短い領域には、上記したユニット３０が実装されている。ユニット３０に含まれるエレメントの伸延方向（又は軸方向）は、回路基板２０の短手方向に沿っている。

ユニット３０のエレメントは、その電気長が使用周波数の波長に対して略１／４の長さとなっており、無線回路４０は、一端側がユニット３０のエレメントに、他端側がグランドパターン２２に接続されている。すなわち、ユニット３０のエレメントは、モノポールアンテナとなっている。

このようなアンテナ装置１０では、グランドパターン２２もアンテナの一部として機能させるため、無線回路４０から給電してアンテナ（エレメント）を動作させると、図１に示すように、グランドパターン２２における無線回路４０との接続部位付近の端部、詳しくは、矩形状のグランドパターン２２におけるユニット３０側の短手辺部２２ａと無線回路４０に近い側の長手辺部２２ｃに強い電流が誘起される。そして、矩形状のグランドパターン２２における短手辺部２２ａに沿って流れる電流は、その向きが、ユニット３０のエレメントに流れる電流の向きと逆であり、これにより、エレメントに流れる電流の一部が相殺される。

これにより、矩形状のグランドパターン２２における無線回路４０に近い側の長手辺部２２ｃに沿って流れる電流による放射パターン（図１の一点鎖線）が、ユニット３０のエレメントに流れる電流による放射パターン（図１の破線）よりも大きくなる。換言すれば、グランドパターン２２の影響が大きいため、ユニット３０のエレメントの放射効率が低くなる。

このように、長手辺部２２ｃに沿って流れる電流の影響が大きいため、アンテナ装置１０において、回路基板２０の一面２１に沿う方向（平行な方向）の水平面指向性は、図２に示すように、横向き８の字状の特性を示す。すなわち、正面方向にＮＵＬＬが存在する。なお、正面方向とは、回路基板２０の長手方向を前後方向、短手方向を横方向とすると、前後方向のうちの、グランドパターン２２からみてユニット３０のエレメント側の方向であり、特に図２において、０°±１５°の範囲内（３４５°〜１５°）を指す。なお、図２では、３ｍ地点での電界強度を示している。

正面方向に充分な電波が放出されないと、自動車におけるスマートエントリーシステムのような、相手側無線機に向けてアンテナ装置１０を動作させる場合には、動作しない状況となる可能性が高くなる。

一方、図３に示すアンテナ装置１０では、誘電体からなる保持部材に、一方を信号線とし、他方をグランド線とする２つのエレメント（ダイポールアンテナ）が保持されてユニット３０が構成されている。また、２つのエレメントは、螺旋状に延びる螺旋部を有する外側エレメントと、外側エレメントにおける螺旋部の内側に該螺旋部と間隔をあけて配置され、外側エレメントにおける螺旋部の軸方向に沿って螺旋状に延びる螺旋部を有する内側エレメントを有する２重螺旋構造となっている。なお、ユニット３０の構成と、インダクタ４１を有さない点以外の構成は、図１に示した構成と基本的に同じ構成となっており、２つのエレメントにおける螺旋部の軸方向が、回路基板２０の短手方向に沿っている（平行である）。

このようなアンテナ装置１０は、本出願人が出願した、特開２００７−４３６５３号公報、特願２００８−１４７３４０号に示されるものである。２重螺旋構造を採用したことによる効果と上記した誘電体による波長短縮効果により、ユニット３０のエレメント（アンテナ）と無線回路４０との間にインダクタを挿入しなくとも（整合回路を必要とせずに）、アンテナ自身で共振特性を得ることができる。

したがって、矩形状のグランドパターン２２にはほとんど電流が流れず、図３に示すように、ユニット３０のエレメントに流れる電流による放射パターン（図３の破線）が、矩形状のグランドパターン２２における無線回路４０に近い側の長手辺部２２ｃに沿って流れる電流による放射パターン（図３の一点鎖線）よりも大きくなる。換言すれば、グランドパターン２２の影響が小さいため、ユニット３０のエレメント（アンテナ）の放射効率が高くなる。

このように、ユニット３０のエレメント（アンテナ）に流れる電流の影響が大きいため、アンテナ装置１０において、水平面指向性は、図４に示すように、ＮＵＬＬが正面方向方横方向にずれた８の字状の特性を示す。すなわち、正面方向のアンテナ利得は向上される。しかしながら、ＮＵＬＬが存在するため、水平面の全方向に電波を放射させることが困難であった。なお、図４でも、３ｍ地点での電界強度を示している。

そこで、本発明者は、アンテナを構成するエレメントが誘電体からなる保持部材にて保持され、エレメントを含む保持部材が回路基板２０に固定されたアンテナ装置１０において、水平偏波に対し、水平面指向性を無指向性とすべく、さらに鋭意検討をおこなった。以下に示す実施形態は、上記鋭意検討の結果、得られた知見に基づくものである。

（第１実施形態）
以下において、上記図１、図３に示した参考例の要素と同一の要素には、同一の符号を付与するものとする。また、方向の規定も、上記参考例と同じものとする。

本実施形態に係るアンテナ装置１０は、車両のキーレスリモートシステム（使用周波数３１２．１５ＭＨｚ）の受信機として構成されている。

図５〜図７に示すように、アンテナ装置１０は、要部として、回路基板２０と、２重螺旋構造のエレメント３１としての外側エレメント３３及び内側エレメント３４と、誘電体からなり、２つのエレメント３１（３３，３４）と一体化された保持部材３２と、を備えている。そして、エレメント３１と保持部材３２とにより、ユニット３０が構成されている。

回路基板２０は、絶縁材料からなる基材（例えば誘電率３程度の樹脂基材）を用いて構成されており、平面に沿う形状が長方形とされている。すなわち、一面２１も長方形となっている。以下においては、長方形の回路基板２０において、短手辺部を符号２０ａ，２０ｄ、長手辺部を符号２０ｂ、２０ｃとする。回路基板２０の一面２１には、導体箔（例えば銅箔）をパターニングしてなる導体パターンとして、グランドパターン２２及び導体パターン２３,２４が形成されている。

グランドパターン２２は、電位の基準となる部位であり、本実施形態では、短手方向の長さが、回路基板２０における短手辺部２０ａ，２０ｄの長さよりも若干短く、且つ、回路基板２０の長手方向に長い長方形となっている。以下においては、長方形のグランドパターン２２において、短手辺部を符号２２ａ，２２ｄ、長手辺部を符号２２ｂ、２２ｃとする。なお、短手辺部２０ａと短手辺部２２ａ、短手辺部２０ｄと短手辺部２２ｄが対応し、長手辺部２０ｂと長手辺部２２ｂ、長手辺部２０ｃと長手辺部２２ｃが対応している。

長方形のグランドパターン２２における短手辺部２２ｄは、長方形の回路基板２０の一方の短手辺部２０ｄと、長手方向において一致している。そして、回路基板２０の一面２１において、長手方向におけるグランドパターン２２の短手辺部２２ａ側は、グランドパターン２２の形成されていない領域となっている。この領域は、回路基板２０の長手方向に沿う長さが回路基板２０の短手方向に沿う長さよりも短い領域となっており、ユニット３０が実装されている。このように、長方形のグランドパターン２２における一方の短手辺部２２ａ側に、ユニット３０が配置されている。

また、グランドパターン２２における短手方向の中央が、回路基板２０における短手方向の中央と略一致しており、回路基板２０の一面２１において、短手方向におけるグランドパターン２２の長手辺部２２ｂ，２２ｃの両サイドも、グランドパターン２２の形成されていない領域となっている。この領域は、回路基板２０の長手方向に沿う長さが回路基板２０の短手方向に沿う長さよりも長い領域となっている。そして、回路基板２０の一面２１において、上記したグランドパターン２２の両サイドの領域には、導体パターン２３，２４がそれぞれ形成されている。なお、導体パターン２３が外側用導体パターン、導体パターン２４が内側用導体パターンに相当する。

導体パターン２３は、短手方向において、グランドパターン２２の長手辺部２２ｂ側に形成されており、長手方向に沿って延びる垂直部２３ａと、垂直部２３ａの一端に連結された折返し構造の部位２３ｂからなる。そして、折返し部２３ｂにおける垂直部２３ａとは反対側の端部が所謂ランドとなっており、このランドの部位に、外側エレメント３３の端部３３ｂがはんだ付けされている。

折返し部２３ｂは、平面に沿う方向においてＬ字状をなしており、短手方向における長さが、垂直部２３ａの長さに比べて十分に短い長さとなっている。また、折返し部２３ｂにおいて、短手方向における端部がランドとされている。

一方、垂直部２３ａにおける折返し部２３ｂとは反対側の端部が、導体パターン２３におけるユニット３０とは反対側の端部２３ｃとなっており、この端部２３ｃは開放端となっている。垂直部２３ａにおいて、端部２３ｃは、図５に示すように、回路基板２０の短手辺部２０ｄから所定距離離れた場所に位置しており、ユニット３０側の端部は、長方形のグランドパターン２２における短手辺部２２ａよりも回路基板２０の短手辺部２０ａに近い場所に位置している。

また、垂直部２３ａと対向するグランドパターン２２の長手辺部２２ｂとの間には、長手方向に沿って均一幅の隙間が設けられている。この隙間は、短手方向の体格の点からは、狭いほど好ましく、グランドパターン２２の長手辺部２２ｂ付近に誘起されたイメージ電流による垂直部２３ａに流れる電流の一部相殺の点からは、広いほど好ましい。これらの点を考慮して、上記隙間は設定されている。

導体パターン２４は、短手方向において、グランドパターン２２の長手辺部２２ｃ側に形成されており、長手方向に沿って延びる垂直部２４ａと、垂直部２４ａの一端に連結された折返し構造の部位２４ｂからなる。そして、折返し部２４ｂにおける垂直部２４ａとは反対側の端部が所謂ランドとなっており、このランドの部位に、内側エレメント３４の端部３４ｂがはんだ付けされている。

折返し部２４ｂも、折返し部２３ｂ同様、平面に沿う方向においてＬ字状をなしており、短手方向における長さが、垂直部２４ａの長さに比べて十分に短い長さとなっている。本実施形態では、短手方向において、折返し部２４ｂの長さが、折返し部２３ｂの長さと同じ長さとなっている。また、折返し部２４ｂにおいて、短手方向における端部がランドとされている。

一方、垂直部２４ａにおける折返し部２４ｂとは反対側の端部が、導体パターン２４におけるユニット３０とは反対側の端部２４ｃとなっている。本実施形態では、この端部２４ｃが、無線回路４０と電気的に接続された給電点となっている。垂直部２４ａにおいて、端部２４ｃは、図５に示すように、回路基板２０の短手辺部２０ｄ付近に位置しており、ユニット３０側の端部は、長方形のグランドパターン２２における短手辺部２２ａよりも回路基板２０の短手辺部２０ａに近い場所に位置している。

また、垂直部２４ａと対向するグランドパターン２２の長手辺部２２ｃとの間にも、長手方向に沿って均一幅の隙間が設けられている。この隙間は、短手方向の体格の点からは、狭いほど好ましく、グランドパターン２２の長手辺部２２ｃ付近に誘起されたイメージ電流による垂直部２４ａに流れる電流の一部相殺の点からは、広いほど好ましい。これらの点を考慮して、上記隙間は設定されている。本実施形態では、垂直部２３ａと長手辺部２２ｂとの隙間、垂直部２４ａと長手辺部２２ｃとの隙間が互いに等しい値となっている。

このように、一対の導体パターン２３，２４は、グランドパターン２２における短手方向の中央（回路基板２０における短手方向の中央）に対して、ほぼ線対称の位置関係となっている。

ユニット３０は、アンテナを構成するエレメント３１と、該エレメント３１を保持する保持部材３２とが一体化されたものである。エレメント３１は、図５〜図７に示すように、回路基板２０の一面２１に沿って（一面２１と平行に）、螺旋状に延びる螺旋部３３ａを有する外側エレメント３３と、外側エレメント３３における螺旋部３３ａの内側に間隔を隔てて配置され、螺旋部３３ａの軸方向（以下、単に軸方向と示す）に沿って螺旋状に延びる螺旋部３４ａを有する内側エレメント３４とにより構成されている。

そして、回路基板２０にユニット３０が固定された状態で、各螺旋部３３ａ，３４ａの軸方向は、回路基板２０の短手方向に平行、換言すればグランドパターン２２の短手辺部２２ａに平行となっている。また、回路基板２０の一面２１に対しても略平行となっている。

各エレメント３３，３４は、軸方向における異なる側の端部３３ｂ，３４ｂ（以下、実装部３３ｂ，３４ｂと示す）側にて、対応する導体パターン２３，２４のランドと接続されている。具体的には、２つのエレメント３３，３４において、軸方向における異なる側の端部が、回路基板２０の一面２１に略平行とされ、各エレメント３３，３４における実装部３３ｂ、３４ｂとなっている。そして、各実装部３３ｂ，３４ｂは、回路基板２０の一面２１に設けられた対応するランド上に配置され、図示しないはんだを介してランドと接続されている。このように、実装部３３ｂ，３４ｂの構造として表面実装構造を採用すると、２つのエレメント３３，３４（ユニット３０）をリフローによって回路基板２０に一括実装することが可能であり、回路基板２０に対するエレメント３３，３４の実装を効率化することができる。本実施形態においても、各エレメント３３，３４は、回路基板２０に対して、リフローによって一括実装されている。

具体的には、短手方向における長手辺部２０ｂ側において、外側エレメント３３の実装部３３ｂと導体パターン２３のランドとが、はんだを介して電気的且つ機械的に接続されている。これにより、導体パターン２３と外側エレメント３３が一体化され、１つの電流経路となっている。また、導体パターン２３と外側エレメント３３の電気長が、使用周波数の波長の約１／４の長さとなっている。なお、外側エレメント３３における、導体パターン２４側の端部３３ｃは開放端となっている。

一方、短手方向における長手辺部２０ｃ側において、内側エレメント３４の実装部３４ｂと導体パターン２４のランドとが、はんだを介して電気的且つ機械的に接続されている。これにより、導体パターン２４と内側エレメント３４が一体化され、１つの電流経路となっている。また、導体パターン２４と内側エレメント３４の電気長が、使用周波数の波長の約１／４の長さとなっている。なお、内側エレメント３４における、導体パターン２３側の端部３４ｃは開放端となっている。

このように、本実施形態に係るアンテナ装置１０では、導体パターン２３と外側エレメント３３の電気長と、導体パターン２４と内側エレメント３４の電気長との和が、使用周波数の波長の約１／２の長さとなっている。すなわち、導体パターン２３及び外側エレメント３３からなる導線と、導体パターン２４及び内側エレメント３４からなる導線との２本の導線が、電源の正負の電極に接続された所謂半波長ダイポールアンテナとなっている。

なお、２つのエレメント３３，３４における螺旋部３３ａ，３４ａの形態は、特に限定されるものではなく、外側エレメント３３における螺旋部３３ａ内に、内側エレメント３４における螺旋部３４ａの少なくとも一部が非接触で配置された構造であれば採用することができる。たとえば各エレメント３３，３４の螺旋形状としては、略円形、略矩形、矩形以外の多角形などを採用することができる。

また、各エレメント３３，３４における螺旋部３３ａ，３４ａの巻き数（軸方向において隣接する螺旋部の中心間の距離）も、特に限定されるものではない。本実施形態では、内側エレメント３４における螺旋部３４ａの巻き数ｎが、外側エレメント３３における螺旋部３３ａの巻き数ｍよりも少なく（ｎ＜ｍ）なっている。このような構成とすると、螺旋部３４ａの巻き数ｎを螺旋部３３ａの巻き数ｍよりも大きく（ｎ＞ｍ）した構成よりも、静電正接（ｔａｎδ）によるロスを低減して、アンテナ利得を向上することができる。この点は、本発明者によって確認されている（特願２００８−１４７３４０号参照）。

また、本実施形態では、軸方向における体格の小型化を考慮して、軸方向において、螺旋部３３ａ，３４ａの長さが略等しくされ、螺旋部３３ａ，３４ａ同士が、軸方向においてお互いほぼ全域で相対するようになっている。このような構成とすると、例えば外側エレメント３３の螺旋部３３ａに流れる電流により、内側エレメント３４の螺旋部３４ａに、軸方向全体にわたって２次電流（イメージ電流）が誘起されることとなる。さらには、螺旋部３３ａの軸と螺旋部３４ａの軸が、短手方向全域で互いに重なる位置関係となっている。

ここで、エレメント３１（３３，３４）は、上記したように、螺旋状に延びる外側エレメント３３の内部に、所定の間隔を隔てて螺旋状の内側エレメント３４を配置してなる非接触構造となっている。したがって、２つのエレメント３３，３４の位置関係がアンテナの性能（共振特性）に対して重要である。例えば、２つのエレメント３３，３４の螺旋部３３ａ，３４ａにおける対向間隔が変化すると、２つの螺旋部３３ａ，３４ａの対向領域間に構成されるコンデンサの容量が変化するため、共振周波数が変化し、放射特性に影響を与える。

保持部材３２は、このような問題を解決するため（アンテナの性能を保持するため）に、２つのエレメント３３，３４の螺旋部３３ａ，３４ａに接触しつつ螺旋部３３ａ，３４ａ間の対向領域に配置されて、２つのエレメント３３，３４が所定の位置関係をなすように構成されている。この保持部材３２により、外側エレメント３３の螺旋部３３ａの軸と内側エレメント３４の螺旋部３４ａの軸が一致されている。

また、保持部材３２は誘電体からなる。したがって、エレメント３３，３４（螺旋部３３ａ，３４ａ）に流れる高周波電流の波長短縮が生じ、誘電体が配置されない構成に比べて、アンテナの共振周波数を低域にシフトさせることができる。また、共振周波数が同じであれば、電気長を稼いで、体格を小型化することができる。

本実施形態では、誘電率（ε）が７程度のポリスチレン系樹脂を用いて保持部材３２が構成されている。また、保持部材３２は、図５に示すように、軸方向（短手方向）の長さが、螺旋部３３ａ，３４ａの長さよりも若干長く、長手方向の長さ及び回路基板２０の一面２１に垂直な方向の高さよりも長い略直方体状とされている。

保持部材３２の内部には、内側エレメント３４の螺旋部３４ａ全体が埋設されている。すなわち、螺旋部３４ａを覆うように、螺旋部３４ａの周囲に保持部材３２が配置されている。また、図５及び図７に示すように、保持部材３２の表面（外面）に、外側エレメント３３の螺旋部３３ａが軸方向に沿って巻回されている。すなわち、２つのエレメント３３，３４の螺旋部３３ａ，３４ａ間の相対する領域全てに、保持部材３２が介在されている。

なお、図５に示すように、内側エレメント３４の実装部３３ｂは、短手方向において、保持部材３２における導体パターン２４側の端部付近で、保持部材３２から露出されている。

そして、螺旋部３３ａ，３４ａの軸方向、すなわち保持部材３２の長手方向が、回路基板２０の短手方向と一致するように、ユニット３０が回路基板２０の一面２１に実装されている。また、保持部材３２（ユニット３０）と対向するグランドパターン２２の短手辺部２２ａとの間には、短手方向に沿って均一幅の隙間が設けられている。換言すれば、僅かな隙間を介して、グランドパターン２２の短手辺部２２ａに対し、ユニット３０が対向配置されている。

無線回路４０は、導体パターン２３、外側エレメント３３、導体パターン２４、内側エレメント３４からなるアンテナに対する高周波源であり、上記アンテナに送信信号を出力する送信回路、及び、アンテナが受信した受信信号を処理する受信回路の少なくとも一方として機能するものである。本実施形態では、アンテナに送信信号を出力するとともに、アンテナが受信した受信信号を処理する送受信回路として構成されている。

本実施形態では、上記したように、導体パターン２４の垂直部２４ａにおける端部２４ｃに一端が接続され、他端がグランドパターン２２に接続されている。また、無線回路４０は、半導体チップに電子素子が集積されてなるＩＣチップとして構成されており、回路基板２０の一面２１に実装されている。なお、ＩＣチップ以外にも、回路基板２０の導体パターン及び回路基板２０に実装されたディスクリート素子により、無線回路４０が構成されても良い。

次に、上記構成のアンテナ装置１０の製造方法の一例について説明する。なお、ここでいう上下方向とは、回路基板２０の一面２１に対し略垂直な方向（以下、単に垂直方向と示す）であり、下側とは一面２１に近い側、上側とは一面２１に遠い側である。

先ず、エレメント３１（３３，３４）、保持部材３２、回路基板２０をそれぞれ準備する。本実施形態では、金属板に、打ち抜き加工、曲げ加工など施すことで、所定の巻き数ｎを有する内側エレメント３４を準備する。

また、外側エレメント３３として、図８及び図９に示すように、下側エレメント３５ａと上側エレメント３６ａを有し、垂直方向において２分割された構造のものを準備する。下側エレメント３５ａは、螺旋部３３ａのうちの回路基板２０の一面２１に配置される部分であり、金属板に、打ち抜き加工、曲げ加工など施すことで、図８に示すように、リードフレーム３５の一部として構成されている。なお、図３に示す符号３５ｂは、軸方向（短手方向）において、それぞれの端部側で下側エレメント３５ａ同士を連結する連結部３５ｂである。この連結部３５ｂは、外側エレメント３３としては不要な部分であり、後に除去される。

また、上側エレメント３６ａは、外側エレメント３３のうちの下側エレメント３５ａを除く部分（螺旋部３３ａの一部及び実装部３３ｂ）であり、金属板に、打ち抜き加工、曲げ加工など施すことで、図９に示すように、リードフレーム３６の一部として構成されている。なお、図９に示す符号３６ｂは、軸方向（短手方向）において、螺旋部３３ａを構成する部分のそれぞれの端部側で上側エレメント３６ａ同士を連結する連結部３６ｂである。この連結部３６ｂも、外側エレメント３３としては不要な部分であり、後に除去される。

また、誘電体からなる保持部材３２として、図８及び図９に示すように、下側保持部材３２ａと上側保持部材３２ｂを有し、垂直方向において２分割された構造のものを準備する。下側保持部材３２ａは、上記したように樹脂を用いて略直方体状に成形されており、その上面から側面にかけて、内側エレメント３４が嵌めこまれる溝（図示略）が設けられている。また、下面には、下側エレメント３４ａが嵌めこまれる溝（図示略）が設けられている。

上側保持部材３２ｂも、下側保持部材３２ａと同じ材料を用いて略直方体状に成形されており、その上面から側面にかけて、上側エレメント３６ａが嵌めこまれる溝（図示略）が設けられている。

次に、下側保持部材３２ａの対応する溝に、リードフレーム３５の下側エレメント３５ａを嵌め込むとともに、対応する溝に内側エレメント３４を嵌め込む。これにより、図８に示すように、下側保持部材３２ａ、内側エレメント３４、リードフレーム３５が一体化されたユニットとなる。

また、同様に、上側保持部材３２ｂの対応する溝に、リードフレーム３６の上側エレメント３６ａを嵌め込む。これにより、図９に示すように、上側保持部材３２ｂとリードフレーム３６が一体化されたユニットとなる。

そして、下側保持部材３２ａと上側保持部材３２ｂを嵌め合わせて一体化し、保持部材３２とする。これにより、内側エレメント３４の螺旋部３４ａが、保持部材３２によって覆われた状態となる。また、外側エレメント３３の螺旋部３３ａを構成する下側エレメント３５ａと上側エレメント３６ａとの対応する端部同士が重なった状態となる。

次に、下側エレメント３５ａと上側エレメント３６ａの重なった部分にレーザ光を照射し、端部同士をレーザ溶接する。そして、レーザ溶接後、リードフレーム３５，３６の不要部分である連結部３５ｂ，３６ｂを除去することで、図５及び図７に示すユニット３０が形成される。

次に、別途準備した回路基板２０において、導体パターン２３，２４における折返し部２３ｂ，２４ｂ側の端部（ランド）上に、スクリーン印刷やディスペンサなどで図示しないはんだを塗布した後、各実装部３３ｂ，３４ｂが対応するランド上に載置されるように、ユニット３０を、回路基板２０の一面２１上に位置決め載置する。そして、この位置決め状態で、リフローを実施することにより、実装部３３ｂ，３４ｂと対応するランドとがはんだを介して接合され、上記したアンテナ装置１０が形成される。

なお、ユニット３０を回路基板２０に配置する際に、実装部３３ｂ、３４ｂ以外の箇所を回路基板２０の一面２１に固定することで、回路基板２０に対するアンテナの実装構造を安定化させることもできる。例えば、外側エレメント３３の一部（例えばレーザ溶接部や保持部材３２の下面）を回路基板２０との接触部としても良い。

次に、本実施形態に係るアンテナ装置１０の効果について説明する。

図１０に示すように、無線回路４０に接続された導体パターン２４の端部２４ｃから給電すると、導体パターン２４の垂直部２４ａ、折返し部２４ｂを通じて、導体パターン２４に接続された内側エレメント３４に、図１１に示すように電流が流れる。このとき、内側エレメント３４の螺旋部３４ａに流れる電流により、図１２に示すように、外側エレメント３３の螺旋部３３ａに、内側エレメント３４に流れる電流とは逆向きの電流（イメージ電流）が誘起される。そして、図１０及び図１２に示すように、外側エレメント３３に接続された導体パターン２３の垂直部２３ａ及び折返し部２３ｂにも、電流が流れる。なお、図１１及び図１２に示す破線矢印は電流経路を示している。なお、高周波電流により、電流の向きは、周期的に切り替わる。

また、導体パターン２３及び外側エレメント３３の電気長と、導体パターン２４及び内側エレメント３４の電気長との和が、使用周波数の波長の１／２の長さとなっている。したがって、導体パターン２３及び外側エレメント３３からなる導線と、導体パターン２４及び内側エレメント３４からなる導線との２本の導線が、所謂半波長ダイポールアンテナとして機能する。

このような構成のアンテナ装置１０では、回路基板２０に形成された一対の導体パターン２３，２４が、螺旋部３３ａ，３４ａの軸方向に垂直な方向であって同一側に延びる垂直部２３ａ，２４ａをそれぞれ含んでいる。そして、これら垂直部２３ａ，２４ａは、互いに平行な位置関係となっている。

したがって、半波長ダイポールアンテナの指向性は、２つのエレメント３３，３４のうち、螺旋部３３ａ，３４ａに流れる電流が形成する電磁界成分と、一対の導体パターン２３，２４のうち、軸方向に垂直な垂直部２３ａ，２４ａに流れる電流が形成する電磁界成分とを合成した指向性となる。

二重螺旋構造のエレメント３３，３４を備えたアンテナ装置１０では、上記参考例（図３）で示したように、アンテナ自身で共振特性を得ることができるため、矩形状のグランドパターン２２にはほとんど電流が流れず、ユニット３０のエレメント３３，３４の放射効率が高い。

一方、導体パターン２４における垂直部２４ａの端部２４ｃを給電点としているので、垂直部２４ａの電流密度が高くなり、軸方向に垂直な方向（長手方向）に沿って延びる垂直部２３ａ，２４ａからの放射効率も高い。

また、グランドパターン２２の短手辺部２２ａに対して、僅かな隙間を介してユニット３０が対向配置されているものの、導体パターン２３及び外側エレメント３３からなる導線と、導体パターン２４及び内側エレメント３４からなる導線との２本の導線が、所謂半波長ダイポールアンテナとして機能するため、グランドパターン２２はアンテナの一部として機能しない（グランドパターン２２に流れる電流成分を活用しない）。

以上により、本実施形態に係るアンテナ装置１０は、グランドパターン２２や無線回路４０が形成された回路基板２０に、アンテナを構成するエレメント３１（３３，３４）と誘電材料からなる保持部材３２のユニット３０が実装された構成でありながらも、回路基板２０の一面に沿って、軸方向（短手方向）に流れる電流成分と、軸方向に垂直な方向（長手方向）に流れる電流成分とで、水平偏波に対し、ＮＵＬＬのない水平面指向性、すなわち無指向性を実現することができる。

この点については、本発明者によって確認されている。図１３では、実線が水平偏波に対する水平面の指向性を示しており、破線が垂直偏波に対する水平面の指向性を示している。水平偏波に対する水平面の指向性は略円形となっており、この結果から、アンテナ装置１０が、水平偏波に対し、水平面の指向性が無指向性となっていることが明らかである。

特に本実施形態では、導体パターン２３及び外側エレメント３３からなる導線の電気長を、使用周波数の波長の約１／４の長さとし、導体パターン２４及び内側エレメント３４からなる導線の電気長も、使用周波数の波長の約１／４の長さとしている。したがって、垂直部２３ａに流れる電流のベクトルが、共振状態で、垂直部２４ａに流れる電流のベクトルと同一の方向となる。したがって、互いに平行に配置された垂直部２３ａ，２４ａを有しながらも、それぞれに流れる電流が形成する電磁界が互いに打ち消し合うことはないので、アンテナ利得を向上することができる。

また、本実施形態では、各エレメント３３，３４を螺旋構造とするとともに、誘電体からなる保持部材３２の波長短縮効果によって電気長を稼いで、軸方向（短手方向）におけるエレメント３１（３３，３４）の小型化を図っている。さらには、無線回路４０やグランドパターン２２が形成された回路基板２０に、エレメント３３，３４を含むユニット３０を実装して一体化することで、配置スペースの縮小を図っている。したがって、アンテナ装置１０の体格を小型化することができる。

また、本実施形態では、グランドパターン２２が長方形であり、螺旋部３３ａ，３４ａの軸方向がグランドパターン２２の短手辺部２２ａに対して平行となり、且つ、ユニット３０と短手辺部２２ａとの間に所定の間隔を有するようにように、ユニット３０が回路基板２０に実装されている。また、短手方向において、一対の導体パターン２３，２４における垂直部２３ａ，２４ａの間にグランドパターン２２が位置し、各垂直部２３ａ，２４ａが、グランドパターン２２の長手辺部２２ｂ，２２ｃに対して平行で、且つ、所定の間隔を有するように形成されている。これにより、回路基板２０の一面２１に沿う方向において、アンテナ装置１０の体格をより小型化することもできる。

また、本実施形態では、アンテナを構成する２つのエレメント３３，３４の螺旋部３３ａ，３４ａが、回路基板２０の一面２１に略平行に配置されている。ここで、比較的波長の長い（数十ｃｍ〜数ｍ）領域の電波を使用するアンテナ装置では、アンテナ装置の体格に対してアンテナの大きさが支配的である。また、基板の一面に垂直な方向のほうが、基板の一面に沿う方向よりも、アンテナ装置の体格に対するアンテナの影響が大きい。したがって、本実施形態によれば、螺旋部３３ａ，３４ａの軸方向が、回路基板２０の一面２１に対して略垂直とされた構成よりも、アンテナ装置１０の体格をより小型化することができる。また、回路基板２０への実装（導体パターン２３，２４との接続）を容易とすることができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。

本実施形態において、アンテナ装置１０が、車両のスマートエントリーシステムに用いられる例を示した。しかしながら、アンテナ装置１０の適用範囲は上記例に限定されるものではない。比較的波長の長い（数十ｃｍ〜数ｍ）領域の電波を使用する無線機器に好適である。

本実施形態では、内側エレメント３４の螺旋部３４ａが、誘電体からなる保持部材３２によって覆われ、保持部材３２の表面（外面）に、外側エレメント３３の螺旋部３３ａが巻回された例を示した。しかしながら、保持部材３２の形態としては上記例に限定されるものではない。保持部材３２は、両エレメント３３,３４の位置関係を保持しつつ、軸方向において２つのエレメント３３，３４における螺旋部３３ａ，３４ａ全体と接触されていれば良い。

本実施形態に係るアンテナ装置１０の製造方法は上記例に限定されるものではない。それ以外にも、例えば、金属線（ワイヤ）を加工して２つのエレメント３３，３４を形成し、このエレメント３３，３４を上記した構成の保持部材３２（３２ａ，３２ｂ）の溝に嵌め込んでユニット３０としても良い。また、保持部材３２を射出成形する際に、２つのエレメント３３，３４の少なくとも一方をインサート部品としても良い。

本実施形態では、グランドパターン２２が長方形である例を示したが、長方形以外の矩形状を採用しても良い。導体パターン２３，２４と対向する辺部が短手辺部、ユニット３０と対向する辺部が長手辺部とされた長方形のグランドパターン２２を採用しても良い。さらには、矩形以外の形状を採用しても良い。

本実施形態では、回路基板２０の一面２１にグランドパターン２２と導体パターン２３，２４が形成される例を示した。しかしながら、一面２１の裏面に、グランドパターン２２、導体パターン２３、及び導体パターン２３の少なくとも一部が形成された構成としても良い。また、回路基板２０として、導体パターンが多層に配置された多層基板を採用する場合には、内層にグランドパターン２２、導体パターン２３、及び導体パターン２３の少なくとも一部が形成された構成としても良い。

本実施形態では、導体パターン２４における内側エレメント３４との接続端（折返し部２４ｂのランド）から所定距離離れ、該電気的な接続端との間に垂直部２４ａの少なくとも一部を含む部位、具体的には、垂直部２４ａ側の端部２４ｃを、無線回路４０との接続点、すなわち給電点とする例を示した。しかしながら、外側エレメント３３と接続された導体パターン２３において、外側エレメント３３との接続端（折返し部２３ｂのランド）から所定距離離れ、該電気的な接続端との間に垂直部２３ａの少なくとも一部を含む部位を給電点としても良い。また、導体パターン２３，２４において、対応するエレメント３３，３４との接続端とは反対側の端部以外の部位を給電点としても良い。

図１４に示す例では、外側エレメント３３と接続された導体パターン２３において、垂直部２３ａの途中に給電点を設けている。この構成では、導体パターン２３において、給電点から外側エレメント３３とは反対側の端部２３ｃまでの部位が、所謂スタブとして機能することとなる。このように、給電点の位置を、導体パターン２３，２４のいずれか一方における、対応するエレメント３３，３４との電気的な接続端から所定距離離れ、該電気的な接続端との間に垂直部２３ａ，２４ａの少なくとも一部を含むように適宜調整することで、アンテナのインピーダンスを調整することもできる。図１４は、その他変形例を示す平面図であり、図５に対応している。

本実施形態では、導体パターン２３，２４が、垂直部２３ａ，２４ａとともに、折返し部２３ｂ、２４ｂを有する例を示した。しかしながら、折返し部２３ｂ、２４ｂを有さない構成としても良い。

また、垂直部２３ａ，２４ａの端部が、導体パターン２３，２４の一端２３ｃ、２４ｃとされる例を示した。しかしながら、導体パターン２３，２４の先端を略９０度の角度で、対向する導体パターン２４，２３側に折曲した構造を採用しても良い。例えば図５に示した構成では、回路基板２０が長手方向において拡大され、長手方向において位置がずれたグランドパターン２２の短手辺部２２ｄと回路基板２０の短手辺部２０ｄとの間に、これらと平行となるように折曲部が配置された構成を採用することができる。

本実施形態では、導体パターン２３及び外側エレメント３３からなる導線の電気長を、使用周波数の波長の約１／４の長さとし、導体パターン２４及び内側エレメント３４からなる導線の電気長も、使用周波数の波長の約１／４の長さとする例を示した。しかしながら、導体パターン２３及び外側エレメント３３からなる導線の電気長と、導体パターン２４及び内側エレメント３４からなる導線の電気長との和が、使用周波数の波長の約１／２の長さとなるように、各電気長が少なくとも設定されれば良い。したがって、各電気長を、使用周波数の波長の約１／４の長さとは異なる長さ、すなわち、一方が使用周波数の波長の約１／４よりも長く、他方が使用周波数の波長の約１／４よりも短い構成としても良い。

１０・・・アンテナ装置
２０・・・回路基板
２１・・・一面
２２・・・グランドパターン
２３・・・導体パターン（外側用導体パターン）
２４・・・導体パターン（内側用導体パターン）
２３ａ，２４ａ・・・垂直部
３１・・・エレメント
３２・・・保持部材
３３・・・外側エレメント
３４・・・内側エレメント
３３ａ，３４ａ・・・螺旋部
４０・・・無線回路

Claims (5)

1. 一面若しくは該一面に平行な面に形成されたグランドパターンと、該グランドパターンに接続された無線回路と有する回路基板と、
   一方を信号線とし、他方をグランド線とする２つのエレメントとしての、螺旋状に延びる螺旋部を有する外側エレメント、及び、前記外側エレメントにおける螺旋部の内側に該螺旋部と間隔をあけて配置され、前記外側エレメントにおける螺旋部の軸方向に沿って螺旋状に延びる螺旋部を有する内側エレメントと、
   誘電体からなり、２つの前記エレメントにおける各螺旋部に接触しつつ螺旋部間に配置されて、２つの前記エレメントを所定の位置関係に保持し、前記螺旋部の軸方向が前記一面と平行となるように、前記エレメントとともに前記一面に固定された保持部材と、を備えるアンテナ装置であって、
   前記回路基板は、前記一面若しくは該一面に平行な面に、前記螺旋部の軸方向に垂直な方向であって２つの前記エレメントに対して同一側に延びる垂直部を含んだ一対の導体パターンを有し、
   前記外側エレメントの、前記螺旋部の軸方向における一端側の端部が、一対の前記導体パターンのうち、外側用導体パターンにおける前記保持部材側の一端と電気的に接続され、前記螺旋部の軸方向における他端側の端部が開放端とされ、
   前記内側エレメントの、前記螺旋部の軸方向における前記外側エレメントと前記外側用導体パターンとが接続された一端側の端部が開放端とされ、前記螺旋部の軸方向における他端側の端部が、一対の前記導体パターンのうち、外側用導体パターンにおける前記保持部材側の一端と電気的に接続され、
   前記外側エレメント及び前記外側用導体パターンの電気長と、前記内側エレメント及び内側用導体パターンの電気長との和が、使用周波数の波長の１／２の長さとされ、
   前記外側用導体パターン及び前記内側用導体パターンのいずれか一方における、対応する前記エレメントとの電気的な接続端から所定距離離れ、該電気的な接続端との間に前記垂直部の少なくとも一部を含む部位に、前記無線回路との給電点を設けたことを特徴とするアンテナ装置。
2. 前記外側エレメント及び前記外側用導体パターンの電気長と、前記内側エレメント及び内側用導体パターンの電気長とが、ともに使用周波数の波長の１／４の長さと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。
3. 前記グランドパターンは、矩形状を有しており、
   ２つの前記エレメントを含む前記保持部材は、前記一面に沿う方向において、前記螺旋部の軸方向が矩形状の前記グランドパターンの一辺に対して平行となり、該一辺との間に所定の間隔を有するように配置され、
   一対の前記導体パターンは、前記垂直部の間に前記グランドパターンが位置し、前記一面に沿う方向において、各垂直部が矩形状の前記グランドパターンの対向辺に対して平行であって該対向辺との間に所定の間隔を有するように形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のアンテナ装置。
4. 前記外側用導体パターン及び前記内側用導体パターンのいずれか一方における、対応する前記エレメントとの電気的な接続端とは反対側の端部に給電点を設けたことを特徴とする請求項１〜３いずれか１項に記載のアンテナ装置。
5. 前記外側用導体パターン及び前記内側用導体パターンのいずれか一方における、対応する前記エレメントとの電気的な接続端と、該電気的な接続端とは反対側の端部との間に給電点を設けたことを特徴とする請求項１〜３いずれか１項に記載のアンテナ装置。

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