JP2021175044A - アンテナ装置及び無線通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】追加のノイズ対策を必要とせず、小型で垂直偏波を送受信可能なアンテナ装置及び無線通信装置を提供する。【解決手段】アンテナ装置１００は、無線通信信号を供給する供給源２０３に一端が電気的に接続され、大地面に平行な素子部１０１Ａを備える給電アンテナ素子１０１と、大地面に垂直に配置される垂直素子部を備え、給電アンテナ素子１０１の他端付近に配置される無給電アンテナ素子１０２と、を備える。また、無線通信装置２００は、基準電位を有するグラウンド層２０２と、無線通信信号を供給する供給源２０３とが形成された基板２０１と、上記アンテナ装置１００と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、アンテナ装置及び無線通信装置に関する。

無線通信装置の間で電波の送受信を行う場合、互いのアンテナの偏波を合わせる必要がある。対向する無線通信装置が垂直偏波のみを送受信する場合、自身の無線通信装置も垂直偏波を送受信可能である必要がある。例えば、大地面に垂直に配置されたダイポールアンテナを具備したアクセスポイントと通信する場合、子機のアンテナも垂直偏波を送受信可能である必要がある。垂直偏波を送受信するためには、大地面に対して垂直な部分を有するアンテナ素子を搭載する必要がある。また、送受信する電波の周波数が低くなる（波長が長くなる）ほど、アンテナ素子の大地面に対して垂直な部分の長さは長くする必要がある。すなわち、無線通信装置の背（高さ）を高くする必要がある。しかし、無線通信装置の高さを高くすると、当該無線通信装置の設置場所に制限が生じてしまう。また、無線通信装置の高さを低くするために、アンテナ素子の大地面に対して垂直な部分を短くすると、通信可能距離が短くなってしまう。

特許文献１には、接地電位を提供する平板状の地板と、当該地板と給電部を介して接続された逆Ｌ字型の給電素子と、当該地板と容量結合するように当該地板と所定の間隔をおいて配置された直線状の無給電素子とを備えるアンテナ装置が記載されている。また、特許文献１において、直線状の無給電素子は送受信の対象とする電波の波長の２分の１未満の長さを有するとともに所定のインダクタンスを提供するインダクタと接続されている。そして、特許文献１では、当該インダクタが提供するインダクタンスが、地板と給電素子との間に形成されるキャパシタンスと直列共振する値に設定されている。これにより、給電素子に流れる電流と位相が９０°ずれた電流が無給電素子に励起される。そのため、反射素子としての無給電素子の長さを送受信の対象とする電波の波長の２分の１未満に短縮することができる。

また、特許文献２には、アース導体である導体板と給電部を介して接続される第１のアンテナと、当該導体板と接続部及び端子を介して接続され、前記第１のアンテナと平行に配置される素子を含む第２のアンテナとを備える無線機が記載されている。また、特許文献２において、第１のアンテナと第２のアンテナの上記素子との間隔を調整することにより、無線機の高周波特性を改善する。また、特許文献２には、第２のアンテナの上記素子から無線機から遠ざかる方向に延出する部分を屈曲させることにより、第２のアンテナの小型化を図ることが記載されている。

特開２０１８−１７０５９０号公報 特開２０１７−０２８３９２号公報

しかしながら、特許文献１では、地板に流れる電流を利用しており、給電素子と無給電素子とを離れた位置に配置している。給電素子及び無給電素子等のアンテナの周辺はノイズを抑えるための設計を行う必要がある。そのため、給電素子及び無給電素子を離れた位置に配置してしまうと、追加のノイズ対策が必要となってしまう。
また、特許文献２には、無線通信装置の間のアンテナの偏波を合わせるための技術には触れられていない。

本発明の目的は、追加のノイズ対策を必要とせず、小型で垂直偏波を送受信可能なアンテナ装置及び無線通信装置を提供することである。

本発明の第１の態様に係るアンテナ装置は、無線通信信号を供給する供給源に一端が電気的に接続され、大地面に平行な素子部を備える給電アンテナ素子と、前記大地面に垂直に配置される垂直素子部を備え、前記給電アンテナ素子の他端付近に配置される無給電アンテナ素子と、を備える。

本発明の第２の態様に係る無線通信装置は、基準電位を有するグラウンド層と、無線通信信号を供給する供給源とが形成された基板と、上記のアンテナ装置と、を備える。

追加のノイズ対策を必要とせず、小型で垂直偏波を送受信可能なアンテナ装置及び無線通信装置を提供することができる。

本発明の実施の形態１に係るアンテナ装置の一例を示す正面図である。 本発明の実施の形態１に係るアンテナ装置の一例を示す斜視図である。 本発明の実施の形態１に係る無線通信装置の構成の一例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１に係る無給電アンテナ素子を備えないアンテナ装置の放射特性の測定結果の一例を示すグラフである。 本発明の実施の形態１に係るアンテナ装置の放射特性の測定結果の一例を示すグラフである。 本発明の実施の形態２に係るアンテナ装置の一例を示す正面図である。 本発明の実施の形態２に係るアンテナ装置の一例を示す斜視図である。 本発明の実施の形態２に係るアンテナ装置の放射特性の測定結果の一例を示すグラフである。 本発明の実施の形態３に係るアンテナ装置の一例を示す正面図である。 本発明の実施の形態３に係るアンテナ装置の一例を示す斜視図である。 本発明の実施の形態３に係るアンテナ装置の放射特性の測定結果の一例を示すグラフである。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
実施の形態１
まず、図１乃至図５を参照しながら、本発明の実施の形態１について説明する。図１及び図２は、本発明の実施の形態１に係るアンテナ装置１００の一例を示す図である。また、図３は、アンテナ装置１００を備える無線通信装置２００の構成の一例を示すブロック図である。なお、本明細書において、大地面に対して垂直な軸をＺ軸とし、当該Ｚ軸に直交するとともに基板２０１（後述）に平行な軸をＸ軸とし、当該Ｚ軸に直交するとともに基板２０１に垂直な軸をＹ軸とする。すなわち、Ｘ軸とＹ軸とは、大地面に対して平行な軸である。

図１及び図２に示すように、アンテナ装置１００は、給電アンテナ素子１０１、無給電アンテナ素子１０２を備える。アンテナ装置１００は、対象とする電波の送受信を行う。アンテナ装置１００が対象とする電波としては、例えば、マイクロ波（ＳＨＦ；Ｓｕｐｅｒ Ｈｉｇｈ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）、極超短波（ＵＨＦ；Ｕｌｔｒａ Ｈｉｇｈ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）等が挙げられる。マイクロ波の波長は、１０ｍｍ〜１００ｍｍ程度であり、極超短波の波長は、１００ｍｍ〜１０００ｍｍ程度である。

給電アンテナ素子１０１は、基準電位を有するグラウンド層２０２と無線通信信号を供給する供給源２０３（図３参照）とが形成された基板２０１上に設けられている。また、給電アンテナ素子１０１は、大地面に平行な素子部１０１Ａを備える。すなわち、素子部１０１Ａは、Ｘ軸に平行に配置されている。また、給電アンテナ素子１０１は、基板２０１の大地面側とは反対側の縁部側に、当該縁部に沿って上記素子部１０１Ａが延びるように、設けられている。また、給電アンテナ素子１０１は、供給源２０３に一端が電気的に接続されている。以下、給電アンテナ素子１０１の供給源２０３に接続される端部を給電端と称する。また、給電アンテナ素子１０１は、銅、真ちゅう、アルミニウム等の線状又は細長い板状の電気伝導体（以下、単に「導体」とも称する。）で形成される。また、給電アンテナ素子１０１は、基板２０１の導体パターンとして形成されてもよい。
具体的には、図１及び図２に示すように、給電アンテナ素子１０１は、例えば、素子部１０１Ａと素子部１０１Ｂとが垂直に接続された逆Ｌ字形状の素子である。当該Ｌ字を構成する一方の素子部１０１Ａは、大地面に平行となるように配置されている。換言すれば、素子部１０１Ａは、Ｘ軸に平行に配置されている。また、当該Ｌ字を構成する他方の素子部１０１Ｂは、大地面に垂直となるように配置されている、換言すれば、素子部１０１Ｂは、Ｚ軸に平行に配置されている。また、他方の素子部１０１Ｂの素子部１０１Ａに接続していない端部（給電端）は、供給源２０３に接続されている。

無給電アンテナ素子１０２は、大地面に垂直に配置される垂直素子部を備える。また、図１及び図２に示すように、本実施の形態１に係る無給電アンテナ素子１０２は、垂直素子部のみからなる。換言すれば、無給電アンテナ素子１０２は、Ｚ軸に平行に配置されている。また、無給電アンテナ素子１０２は、給電アンテナ素子１０１の他端（給電端と反対側の端部）の付近に配置されている。具体的には、無給電アンテナ素子１０２の給電アンテナ素子１０１側の端部は、基板２０１の縁部から所定の距離だけ離間して配置されている。また、無給電アンテナ素子１０２の当該端部は、給電アンテナ素子１０１の素子部１０１Ａの素子部１０１Ｂと接続される端部と反対側の端部の付近に配置されている。なお、無給電アンテナ素子１０２の当該端部と、給電アンテナ素子１０１の当該他端（給電端と反対側の端部）との距離は、給電アンテナ素子１０１が給電されることにより、無給電アンテナ素子１０２に高周波電流が励起され得る距離である。
無給電アンテナ素子１０２は、銅、真ちゅう、アルミニウム等の線状又は細長い板状の導体で形成される。また、無給電アンテナ素子１０２は、プリント配線基板の導体パターンとして形成されてもよい。なお、無給電アンテナ素子１０２の共振周波数は、給電アンテナ素子１０１の共振周波数と一致している。
無給電アンテナ素子１０２の長さ（垂直素子部の長さ）は、送受信の対象とする電波の波長の２分の１未満である。本実施の形態１において、例えば、送受信の対象とする電波の周波数が８１５ＭＨｚである場合、無給電アンテナ素子１０２（垂直素子部）の長さは、当該電波の波長の２分の１かそれよりも少し短く、例えば１３５ｍｍである。なお、無給電アンテナ素子１０２の長さ（高さ）は、対象とする電波の波長に依存するため、上記の長さに限定されるものではない。

図３に示すように、無線通信装置２００は、グラウンド層２０２と供給源２０３とが形成された基板２０１と、図１及び図２に示すアンテナ装置１００を備える。

基板２０１は、樹脂等の電気絶縁材料からなる平板上の部材である。樹脂としては、例えば、ガラス布機材エポキシ樹脂等が挙げられる。

グラウンド層２０２は、銅等の導体からなる板状の導体部材である。具体的には、グラウンド層２０２は、送受信回路や信号処理回路等の電気回路の搭載部のアース導体である。グラウンド層２０２は、供給源２０３を介して、給電アンテナ素子１０１と電気的に接続され、給電アンテナ素子１０１に基準電位（接地電位）を提供する。

供給源２０３は、給電アンテナ素子１０１への無線通信信号としての高周波信号の入力端及び給電アンテナ素子１０１からの高周波信号の出力端として機能する。供給源２０３は、例えば、２端子を備え、一方の端子は給電アンテナ素子１０１に接続され、他方の端子はグラウンド層２０２に接続されている。

次に、図２を参照しながら、本実施の形態１に係るアンテナ装置１００の動作について説明する。図２において、グラウンド層２０２に流れる電流を実線の矢印で示し、給電アンテナ素子１０１に流れる電流を破線の矢印で示し、無給電アンテナ素子１０２に誘導される電流を一点鎖線の矢印で示す。なお、図２に示す例では、アンテナ装置１００の低背化のため、グラウンド層２０２の大地面に垂直な第１の辺が大地面に平行な第２の辺より短い。また、電流は、共振周波数に見合った長さを有する部分に流れようとする。そのため、給電アンテナ素子１０１とグラウンド層２０２の第１の辺とを合わせた長さが送受信の対象とする電波の波長の２分の１程度であることが理想である。しかしながら、共振周波数が８１５ＭＨｚ程度である場合、給電アンテナ素子１０１とグラウンド層２０２の第１の辺とを合わせた長さが共振周波数に見合った長さに満たないため、第１の辺よりも長い第２の辺に電流がより多く流れてしまう。その結果、無給電アンテナ素子１０２を用いないと、水平偏波の強度が大きくなり、垂直偏波の強度が小さくなってしまう。しかし、本実施の形態１に係るアンテナ装置１００では、無給電アンテナ素子１０２を用いることにより、アンテナ装置１００の垂直偏波の強度を強くすることができる。
まず、グラウンド層２０２から給電アンテナ素子１０１に向かって高周波電流が流れ、供給源２０３を介して、給電アンテナ素子１０１に高周波電流が供給される。次に、給電アンテナ素子１０１に高周波電流が流れると、電磁結合作用によって、無給電アンテナ素子１０２に高周波電流が励起される。この時、無給電アンテナ素子１０２は、送受信の対象とする電波の波長の２分の１程度の周波数で共振する。これにより、無給電アンテナ素子１０２は、アンテナ装置１００の垂直偏波の強度を強くすることができる。なお、無給電アンテナ素子１０２に励起される高周波電流の強さは、給電アンテナ素子１０１に流れる高周波電流の強さに依存する。そのため、無給電アンテナ素子１０２の共振周波数は、給電アンテナ素子１０１の共振周波数と一致している必要がある。

次に、図４及び図５を参照しながら、本実施の形態１に係るアンテナ装置１００の垂直偏波の放射特性について説明する。なお、図４及び図５は、送受信の対象とする電波の周波数が８１５ＭＨｚである場合における、放射特性の測定結果を示している。図４は、本実施の形態１に係る無給電アンテナ素子１０２を備えないアンテナ装置の放射特性の測定結果を示す。図５は、本実施の形態１に係るアンテナ装置１００の放射特性の測定結果を示す。なお、図５は、長さが１３５ｍｍの無給電アンテナ素子１０２を用いた測定結果である。図４と図５を比較すると、無給電アンテナ素子１０２を備えないアンテナ装置のアンテナ効率は−３．４ｄＢであるのに対し、無給電アンテナ素子１０２を備えるアンテナ装置１００のアンテナ効率は−１．６ｄＢとなっている。そのため、無給電アンテナ素子１０２を備えることによって、垂直偏波の強度を強くすることができ、更にアンテナ効率を改善することができることが分かる。

以上に説明した実施の形態１に係るアンテナ装置１００及び無線通信装置２００によれば、大地面に垂直に配置される垂直素子部を備える無給電アンテナ素子１０２を給電アンテナ素子１０１の端部付近に備えることにより、垂直偏波の強度を強くすることができる。これにより、アンテナ装置１００及び無線通信装置２００のアンテナ効率を改善することができる。また、反射素子としての無給電アンテナ素子１０２の長さを送受信の対象とする電波の波長の２分の１未満に短縮することができる。これにより、アンテナ装置１００及び無線通信装置２００の大型化を抑制することができる。さらに、給電アンテナ素子１０１と無給電アンテナ素子１０２とを近い位置に配置するため、追加のノイズ対策を必要としない。よって、追加のノイズ対策を必要とせず、小型で垂直偏波を送受信可能なアンテナ装置及び無線通信装置を提供することができる。

実施の形態２
次に、図６乃至図８を参照しながら、本発明の実施の形態２について説明する。図６及び図７は、本発明の実施の形態２に係るアンテナ装置３００の一例を示す図である。また、図８は、本実施の形態２に係るアンテナ装置３００の放射特性の測定結果を示す。なお、実施の形態２は、アンテナ装置３００の無給電アンテナ素子３０２の構成のみが、実施の形態１と異なるため、実施の形態２の実施の形態１と同一の構成については、同一の符号を付すとともに、その説明を省略する。

無給電アンテナ素子３０２は、逆コ字状の素子である。具体的には、無給電アンテナ素子３０２は、第１の素子部３０２Ａ、第２の素子部３０２Ｂ、第３の素子部３０２Ｃを備える。第１の素子部３０２Ａ及び第２の素子部３０２Ｂは、逆コ字の対向する２辺であり、給電アンテナ素子１０１の大地面に平行な素子部１０１Ａに平行に配置されている。また、第１の素子部３０２Ａは、第２の素子部３０２Ｂよりも基板２０１に近い側に配置されるとともに、給電アンテナ素子１０１の素子部１０１Ａと対向するように配置されている。また、第３の素子部３０２Ｃは、逆コ字の対向する２辺を繋ぐ１辺であり、無給電アンテナ素子３０２の垂直素子部である。すなわち、第１の素子部３０２Ａ及び第２の素子部３０２ＢはＸ軸に平行に配置されており、第３の素子部３０２ＣはＺ軸に平行に配置されている。また、垂直素子部である第３の素子部３０２Ｃの一方の端部は、給電アンテナ素子の他端（給電端と反対側の端部）の付近に配置されている。具体的には、第３の素子部３０２Ｃの給電アンテナ素子１０１側の端部は、基板２０１の縁部から所定の距離だけ離間して配置されている。また、第３の素子部３０２Ｃの当該端部は、給電アンテナ素子１０１の素子部１０１Ａの素子部１０１Ｂと接続される端部と反対側の端部の付近に配置されている。なお、第３の素子部３０２Ｃの当該端部と、給電アンテナ素子１０１の当該他端（給電端と反対側の端部）との距離は、給電アンテナ素子１０１が給電されることにより、無給電アンテナ素子３０２に高周波電流が励起され得る距離である。
無給電アンテナ素子３０２は、銅、真ちゅう、アルミニウム等の線状又は細長い板状の導体で形成される。また、無給電アンテナ素子３０２は、プリント配線基板の導体パターンとして形成されてもよい。なお、無給電アンテナ素子３０２の共振周波数は、給電アンテナ素子１０１の共振周波数と一致している。
実施の形態１において、無給電アンテナ素子１０２の長さ（垂直素子部の長さ）は、送受信の対象とする電波の波長の２分の１未満であった。しかし、本実施の形態２に係る無給電アンテナ素子３０２は逆コ字状であるため、第３の素子部３０２Ｃ（垂直素子部）の長さは、無給電アンテナ素子１０２の長さよりも短くて済む。本実施の形態２において、例えば、送受信の対象とする電波の周波数が８１５ＭＨｚである場合、第３の素子部３０２Ｃ（垂直素子部）の長さは、例えば、９０ｍｍである。なお、第３の素子部３０２の長さ（高さ）は、対象とする電波の波長に依存するため、上記の長さに限定されるものではない。

図７に、本実施の形態２に係るアンテナ装置３００の動作を示す。図７において、グラウンド層２０２に流れる電流を実線の矢印で示し、給電アンテナ素子１０１に流れる電流を破線の矢印で示し、無給電アンテナ素子３０２に誘導される電流を一点鎖線の矢印で示す。図７に示すように、本実施の形態２に係るアンテナ装置３００の動作は、図２に示す実施の形態１に係るアンテナ装置１００と同様であるため、その説明を省略する。

次に、図８を参照しながら、本実施の形態２に係るアンテナ装置３００の垂直偏波の放射特性について説明する。なお、図８は、垂直素子部である第３の素子部３０２Ｃの長さが９０ｍｍの無給電アンテナ素子３０２を用いた測定結果である。また、図８は、送受信の対象とする電波の周波数が８１５ＭＨｚである場合における、放射特性の測定結果を示している。図５と図８を比較すると、実施の形態１に係るアンテナ装置１００のアンテナ効率は−１．６ｄＢであるのに対し、本実施の形態２に係るアンテナ装置３００のアンテナ効率は−１．５ｄＢとなっている。したがって、実施の形態２に係るアンテナ装置３００においても実施の形態１に係るアンテナ装置１００と同様に、垂直偏波の強度を強くすることができ、更にアンテナ効率を改善することができることが分かる。

以上に説明した実施の形態２に係るアンテナ装置３００及び無線通信装置２００によれば、実施の形態１に係るアンテナ装置１００と同等の効果が得られるのは勿論のこと、無給電アンテナ素子３０２が逆コ字状であることにより、アンテナ装置３００の無給電アンテナ素子３０２の高さを更に低くすることができる。これにより、アンテナ装置３００及び無線通信装置２００のさらなる低背化を図ることができる。

実施の形態３
次に、図９乃至図１１を参照しながら、本発明の実施の形態３について説明する。図９及び図１０は、本発明の実施の形態３に係るアンテナ装置４００の一例を示す図である。また、図１１は、本実施の形態３に係るアンテナ装置４００の放射特性の測定結果を示す。なお、実施の形態３は、アンテナ装置４００の無給電アンテナ素子４０２の構成のみが、実施の形態１と異なるため、実施の形態３の実施の形態１と同一の構成については、同一の符号を付すとともに、その説明を省略する。

無給電アンテナ素子４０２は、Ｘ軸及びＺ軸に平行な成分だけでなく、Ｙ軸に平行な成分を備える。換言すれば、無給電アンテナ素子４０２は立体的な形状を有する。具体的には、無給電アンテナ素子４０２は、第１の素子部４０２Ａ、第２の素子部４０２Ｂ、第３の素子部４０２Ｃ、第４の素子部４０２Ｄ、第５の素子部４０２Ｅを備える。また、第１の素子部４０２Ａ、第２の素子部４０２Ｂ、第３の素子部４０２Ｃ、第４の素子部４０２Ｄ、第５の素子部４０２Ｅは、この順に、電気的に接続されている。また、第１の素子部４０２Ａ、第２の素子部４０２Ｂ、第３の素子部４０２Ｃ、第４の素子部４０２Ｄ、第５の素子部４０２Ｅは、互いの端部に、互いのなす角が直角となるように接続されている。また、第１の素子部４０２Ａ、第２の素子部４０２Ｂ、第４の素子部４０２Ｄ、第５の素子部４０２Ｅは、大地面に平行に配置される平行素子部である。また、第３の素子部４０２Ｃは、大地面に垂直に配置される垂直素子部である。また、第１の素子部４０２Ａは、給電アンテナ素子１０１の素子部１０１Ａと対向する位置に配置されるとともに、給電アンテナ素子１０１の付近に配置される。また、第２の素子部４０２Ｂ及び第４の素子部４０２Ｄは、垂直素子部である第３の素子部４０２Ｃの端部に、第３の素子部４０２Ｃとのなす角が直角となるように接続されている。
より具体的には、第１の素子部４０２Ａ及び第５の素子部４０２ＥはＸ軸に平行に配置されている。また、第２の素子部４０２Ｂ及び第４の素子部４０２ＤはＹ軸に平行に配置されている。また、第３の素子部４０２ＣはＺ軸に平行に配置されている。また、第１の素子部４０２Ａと第５の素子部４０２Ｅとは対向しており、第２の素子部４０２Ｂと第４の素子部４０２Ｄとは対向している。また、第１の素子部４０２Ａ及び第２の素子部４０２Ｂは、第４の素子部４０２Ｄ及び第５の素子部４０２Ｅよりも基板２０１に近い側に配置されている。また、第１の素子部４０２Ａ及び第５の素子部４０２Ｅは、Ｙ軸方向において基板２０１と実質的に同じ位置に配置されている。また、第１の素子部４０２Ａは、給電アンテナ素子１０１の素子部１０１Ａと対向するように配置されている。また、第２の素子部４０２Ｂは、第１の素子部４０２Ａの給電アンテナ素子１０１の他端（給電端と反対側の端部）に対向する端部に接続されている。また、第３の素子部４０２Ｃは、第２の素子部４０２Ｂの第１の素子部４０２Ａと接続される端部と反対側の端部に接続され、Ｚ軸に平行に基板２０１から遠ざかる方向に延在している。また、第４の素子部４０２Ｄは、第３の素子部４０２Ｃの基板２０１側の端部と反対側の端部に接続されている。そして、第５の素子部４０２Ｅは、第４の素子部４０２Ｄの第３の素子部４０２Ｃと接続される端部と反対側の端部に接続されている。また、第２の素子部４０２Ｂは、第１の素子部４０２Ａの端部から、基板２０１のグラウンド層２０２、供給源２０３、給電アンテナ素子１０１等が設けられている面側に突出する方向に延在している。以下、基板２０１のグラウンド層２０２、供給源２０３、給電アンテナ素子１０１が設けられている面を基板２０１の表面とする。同様に、第４の素子部４０２Ｄは、第５の素子部４０２Ｅの端部から、基板２０１の表面側に突出する方向に延在している。すなわち、第２の素子部４０２Ｂ、第３の素子部４０２Ｃ、及び第４の素子部４０２Ｄは、基板２０１の表面からＹ軸方向に遠ざかる位置に配置されている。
また、第１の素子部４０２Ａは、基板２０１の縁部から所定の距離だけ離間して配置されている。また、第１の素子部４０２Ａは、給電アンテナ素子１０１の素子部１０１Ａの付近に当該素子部１０１Ａと対向するように配置されている。なお、第１の素子部４０２Ａと、給電アンテナ素子１０１の素子部１０１Ａとの距離は、給電アンテナ素子１０１が給電されることにより、無給電アンテナ素子４０２に高周波電流が励起され得る距離である。
無給電アンテナ素子４０２は、銅、真ちゅう、アルミニウム等の線状又は細長い板状の導体で形成される。なお、無給電アンテナ素子４０２の共振周波数は、給電アンテナ素子１０１の共振周波数と一致している。
実施の形態１において、無給電アンテナ素子１０２の長さ（垂直素子部の長さ）は、送受信の対象とする電波の波長の２分の１未満であった。しかし、本実施の形態３に係る無給電アンテナ素子４０２は複数の素子部が接続された立体的な形状を有するため、第３の素子部４０２Ｃ（垂直素子部）の長さは、無給電アンテナ素子１０２の長さよりも短くて済む。本実施の形態３において、例えば、送受信の対象とする電波の周波数が８１５ＭＨｚである場合、第３の素子部４０２Ｃ（垂直素子部）の長さは、例えば、５０ｍｍである。なお、第３の素子部４０２Ｃの長さ（高さ）は、対象とする電波の波長に依存するため、上記の長さに限定されるものではない。

図１０に、本実施の形態３に係るアンテナ装置４００の動作を示す。図１０において、グラウンド層２０２に流れる電流を実線の矢印で示し、給電アンテナ素子１０１に流れる電流を破線の矢印で示し、無給電アンテナ素子４０２に誘導される電流を一点鎖線の矢印で示す。図１０に示すように、本実施の形態３に係るアンテナ装置４００の動作は、図２に示す実施の形態１に係るアンテナ装置１００と同様であるため、その説明を省略する。

次に、図１１を参照しながら、本実施の形態３に係るアンテナ装置４００の垂直偏波の放射特性について説明する。なお、図１１は、垂直素子部である第３の素子部４０２Ｃの長さが５０ｍｍの無給電アンテナ素子４０２を用いた測定結果である。また、図１１は、送受信の対象とする電波の周波数が８１５ＭＨｚである場合における、放射特性の測定結果を示している。図５と図１１を比較すると、実施の形態１に係るアンテナ装置１００のアンテナ効率は−１．６ｄＢであるのに対し、本実施の形態３に係るアンテナ装置４００のアンテナ効率は−２．９ｄＢとなっている。したがって、実施の形態３に係るアンテナ装置４００においても実施の形態１に係るアンテナ装置１００と同様に、垂直偏波の強度を強くすることができ、更にアンテナ効率を改善することができることが分かる。

以上に説明した実施の形態３に係るアンテナ装置４００及び無線通信装置２００によれば、実施の形態１に係るアンテナ装置１００と同等の効果が得られるのは勿論のこと、無給電アンテナ素子４０２が立体的な形状を有することにより、アンテナ装置４００の無給電アンテナ素子４０２の高さを更に低くすることができる。これにより、アンテナ装置４００及び無線通信装置２００のさらなる低背化を図ることができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。

１００、３００、４００ アンテナ装置
１０１ 給電アンテナ素子
１０１Ａ、１０１Ｂ 素子部
１０２ 無給電アンテナ素子（垂直素子部）
３０２、４０２ 無給電アンテナ素子
３０２Ａ 第１の素子部
３０２Ｂ 第２の素子部
３０２Ｃ 第３の素子部（垂直素子部）
４０２Ａ 第１の素子部（平行素子部）
４０２Ｂ 第２の素子部（平行素子部）
４０２Ｃ 第３の素子部（垂直素子部）
４０２Ｄ 第４の素子部（平行素子部）
４０２Ｅ 第５の素子部（平行素子部）
２００ 無線通信装置
２０１ 基板
２０２ グラウンド層
２０３ 供給源

Claims (4)

1. 無線通信信号を供給する供給源に一端が電気的に接続され、大地面に平行な素子部を備える給電アンテナ素子と、
   前記大地面に垂直に配置される垂直素子部を備え、前記給電アンテナ素子の他端付近に配置される無給電アンテナ素子と、
   を備える、アンテナ装置。
2. 前記無給電アンテナ素子は、逆コ字状の素子であり、
   前記逆コ字の対向する２辺は、前記給電アンテナ素子の前記大地面に平行な素子部に平行に配置され、
   前記逆コ字の対向する２辺を繋ぐ１辺は、前記垂直素子部であり、
   前記垂直素子部の一方の端部は、前記給電アンテナ素子の前記他端付近に配置される、請求項１に記載のアンテナ装置。
3. 前記無給電アンテナ素子は、前記大地面に平行に配置される複数の平行素子部を備え、
   前記複数の平行素子部は、互いの端部に、互いのなす角が直角となるように接続され、
   前記複数の平行素子部の少なくとも１つは、前記垂直素子部の端部に、前記垂直素子部とのなす角が直角となるように接続され、
   前記複数の平行素子部の１つは、前記給電アンテナ素子と対向する位置に配置されるとともに、前記給電アンテナ素子の付近に配置される、請求項１に記載のアンテナ装置。
4. 基準電位を有するグラウンド層と、無線通信信号を供給する供給源とが形成された基板と、
   前記請求項１乃至３の何れか一項に記載のアンテナ装置と、
   を備える、無線通信装置。

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