JP5974837B2 - アンテナ装置 - Google Patents

Description

本発明は、アンテナ装置に関する。

無線信号品質を向上するために、偏波面が互いに異なる複数の無線電波を受信可能なように、偏波面ごとにアンテナを設け、それら複数の無線電波のうち、受信した無線電波のうちの強度が高い方を優先的に利用できるようにする技術が開発されている。このような技術は偏波ダイバーシティと呼ばれる。

ダイポールアンテナとスロットアンテナを組み合わせたアンテナとして、例えば特許文献１のようなアンテナがある。

この円偏波アンテナでは、一方のアンテナは、所定方向に延設されたアンテナエレメントを備えると共に、他方のアンテナは、枠状に導体が配設されてなる開口アンテナにより構成されている。

特開２００６／１８６８８０号公報

ところで、従来の円偏波アンテナのようなアンテナ装置では、一方のアンテナおよび他方のアンテナは、長手方向に直列に並べられているため、アンテナ装置の小型化が困難であった。

そこで、小型化を図ったアンテナ装置を提供することを目的とする。

本発明の実施の形態のアンテナ装置は、地板と、前記地板の端辺に沿って配設される第１エレメントと、前記第１エレメントに対して平面視で前記地板とは反対側で、前記第１エレメントに沿って配設される第２エレメントと、前記第１エレメントの第１端部及び第２端部と前記第２エレメントの第１端部及び第２端部をそれぞれ接続する、又は、前記第１エレメントの第１端部及び第２端部を前記地板に接続する接続部と、前記接続部によって前記第１エレメントと前記第２エレメントとが接続されているときに、前記第１エレメント又は前記第２エレメントの長手方向における中間点で給電を行う第１給電部と、前記接続部によって前記第１エレメントと前記地板とが接続されているときに、前記第１エレメント又は地板に給電を行う第２給電部とを含む。

小型化を図ったアンテナ装置を提供することができる。

実施の形態１のアンテナ装置１００を示す図である。 実施の形態１のアンテナ装置１００の指向性パターンを示す図である。 電磁界シミュレーションで得られたアンテナエレメント１０と２０における電流分布を示す図である。 実施の形態２のアンテナ装置２００を示す斜視図である。 実施の形態２のアンテナ装置２００を示す平面図である。 実施の形態２のアンテナ装置２００を示す底面図である。 実施の形態２のアンテナ装置２００でスロットアンテナと折返しダイポールアンテナを構築するために用いるスイッチを示す図である。 実施の形態２のアンテナ装置２００のスイッチを切り替えた状態を示す図である。 実施の形態２のアンテナ装置２００の折返しダイポールアンテナとスロットアンテナにおける電流分布を示す図である。 実施の形態２のアンテナ装置２００を折返しダイポールアンテナとして動作させた場合に得られるＸＹ平面における指向性パターンとＶＳＷＲ特性を示す図である。 実施の形態２のアンテナ装置２００をスロットアンテナとして動作させた場合に得られるＸＹ平面における指向性パターンとＶＳＷＲ特性を示す図である。 実施の形態３のアンテナ装置３００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。本実施の形態は、例えば、互いに異なる複数の偏波面を持つ無線電波を選択的に利用可能となる、折り返しダイポールアンテナとスロットアンテナを組み合わせた、無線センサネットワーク用のアンテナ装置に関する。

＜実施の形態１＞
図１は、実施の形態１のアンテナ装置１００を示す図である。

実施の形態１のアンテナ装置１００は、基板１、アンテナエレメント１０、２０、及びグランドエレメント３０を含む。ここでは、基板１の表面（図１における手前側にある面）の中心を原点とする直交座標系としてＸＹＺ座標系を定義する。Ｘ軸は中心Ｏから図１中下方向に延伸し、Ｙ軸は中心Ｏから右方向に延伸し、Ｚ軸は中心Ｏから鉛直上方に延伸する。

アンテナエレメント１０、２０は、ダイバーシティアンテナを構築する。実施の形態１のアンテナ装置１００は、ダイバーシティアンテナを用いて通信を行う装置であり、例えば、アンテナエレメント１０、２０で通信可能な領域を利用して無線センサネットワークを構築し、ノード（無線端末機）で検出される情報を受信する。

基板１は、平面視で矩形状の板状の基板であり、Ｘ軸方向に短手方向を有するとともに、Ｙ軸方向に長手方向を有する。基板１の厚さはＺ軸方向の長さである。基板１は、例えば、ＦＲ−４（Flame Retardant type 4）規格に準じた絶縁基板である。

基板１の表面には、アンテナエレメント１０、２０、及びグランドエレメント３０が形成されている。アンテナエレメント１０、２０、及びグランドエレメント３０は、例えば、基板１の表面に形成される銅箔をエッチング処理等でパターニングすることによって形成される。

アンテナエレメント１０は、エレメント１０Ａ及び１０Ｂを有するダイポールアンテナであり、エレメント１０Ａの一端１０Ａ１と、エレメント１０Ｂの一端１０Ｂ１とで給電を受ける。給電は、例えば、バランを用いて、同軸ケーブルからエレメント１０Ａと１０Ｂに互いに逆位相の高周波信号を供給することによって行われる。

エレメント１０Ａ及び１０Ｂは、互いに長さの等しい直線状の導体であり、基板１のＸ軸方向負方向側でＹ軸方向に延伸する端辺１Ａに沿って、端辺１Ａの近傍で、ともにＹ軸に沿って配設されている。

すなわち、エレメント１０Ａは、一端１０Ａ１から他端１０Ａ２までＹ軸負方向に延伸している。エレメント１０Ｂは、一端１０Ｂ１から他端１０Ｂ２までＹ軸正方向に延伸している。他端１０Ａ２と他端１０Ｂ２との間の長さは、アンテナエレメント１０の使用周波数における波長（λ）の１／２の長さ（λ／２）に設定されている。

このようなアンテナエレメント１０の偏波方向はＹ軸方向である。アンテナエレメント１０を用いる無線通信は、アンテナエレメント２０による無線通信が行われていないときに行われる。すなわち、アンテナエレメント１０への給電は、アンテナエレメント２０に給電が行われていないときに行われる。

アンテナエレメント２０は、ミアンダ状に折り曲げられたダイポールアンテナであり、エレメント２０Ａと２０Ｂを有する。アンテナエレメント２０は、エレメント２０Ａの一端２０Ａ１と、エレメント２０Ｂの一端２０Ｂ１とで給電を受ける。給電は、例えば、バランを用いて、同軸ケーブルからエレメント２０Ａと２０Ｂに互いに逆位相の高周波信号を供給することによって行われる。

エレメント２０Ａと２０Ｂは、互いに長さの等しいミアンダ状の導体であり、基板１のＹ軸負方向側においてＸ軸方向に延伸する端辺１Ｂに沿って、端辺１Ｂの近傍で、ともにＸ軸方向にミアンダ状に形成されている。

エレメント２０Ａの一端２０Ａ１は、端辺１Ｂの中間点の近傍に位置している。エレメント２０Ａの他端２０Ａ２は、エレメント１０Ａの近傍に位置しており、一端２０Ａ１から他端２０Ａ２にかけてミアンダ状に折り曲げられる最後の区間は、エレメント１０Ａの近傍に並列に形成されている。

エレメント２０Ｂの一端２０Ｂ１は、端辺１Ｂの中間点の近傍で、エレメント２０Ｂの一端２０Ａ１に隣接するように位置している。エレメント２０Ｂは、一端２０Ａ１から他端２０Ａ２にかけてミアンダ状に折り曲げられており、エレメント２０ＡとＹ軸に対して略線対称な形状を有する。

一端２０Ａ１から他端２０Ａ２までミアンダ状に折り曲げられるエレメント２０Ｂの最後の区間は、基板１の端辺１Ｃに沿って、端辺１Ｃの近傍に形成されている。端辺１Ｃは、基板１の端辺１ＡのＸ軸方向における反対側の端辺である。

このようなアンテナエレメント２０の偏波方向は、Ｘ軸方向であり、アンテナエレメント１０の偏波方向（Ｙ軸方向）とは９０度異なる。このようにアンテナエレメント１０と２０の偏波方向が９０度異なるようにしているのは、アンテナエレメント１０と２０の相関を低下させて、アンテナエレメント１０と２０によるダイバーシティ効果を向上させるためである。

アンテナエレメント２０を用いる無線通信は、アンテナエレメント１０による無線通信が行われていないときに行われる。すなわち、アンテナエレメント２０への給電は、アンテナエレメント１０への給電が行われていないときに行われる。

グランドエレメント３０は、基板１の表面のうち、アンテナエレメント１０と２０が形成されていない領域に形成されている。グランドエレメント３０は、アンテナエレメント１０と２０の地板として機能するとともに、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit：中央演算処理装置）チップ、又は、メモリチップ等の様々な電子部品を実装する領域として用いられる。グランドエレメント３０は、基板１の表面の大部分を占める大きさを有する。

このように、基板１の表面の大部分の領域にグランドエレメント３０を形成し、残りの領域にアンテナエレメント１０と２０を形成しているのは、アンテナ装置１００を小型化するためである。

例えば、無線センサネットワークを構築するために実施の形態１のアンテナ装置１００を用いる場合に、アンテナ装置１００を含む受信装置の小型化を行うためには、アンテナ装置１００自体の小型化が必要になる。

このような利用に適した装置にするために、実施の形態１ではアンテナ装置１００を小型化している。また、無線センサネットワークに含まれるノード（無線端末機）との間の無線通信における送受信感度を向上させるために、アンテナ装置１００は、アンテナエレメント１０と２０によるダイバーシティ方式を採用している。

ここで、図２を用いて、アンテナエレメント１０と２０の指向性パターンについて説明する。

図２は、実施の形態１のアンテナ装置１００の指向性パターンを示す図である。図２（Ａ）は、アンテナエレメント１０に給電を行っているときのＹＺ平面における指向性パターンを示し、図２（Ｂ）は、アンテナエレメント２０に給電を行っているときのＹＺ平面における指向性パターンを示す。

図２（Ａ）、（Ｂ）には、アンテナ装置１００の使用周波数を１ＧＨｚとして行った電磁界シミュレーションによって得られた結果を示す。図２（Ａ）、（Ｂ）には、φ成分のゲインを実線で示し、θ成分のゲインを破線で示す。

図２（Ａ）に示すように、アンテナエレメント１０に給電を行っているときのＹＺ平面における指向性パターンでは、破線で示すθ成分に加えて、実線で示すφ成分が確認できる。

アンテナエレメント１０に給電を行っているときには、アンテナエレメント２０には給電を行っていないため、理想的にはアンテナエレメント２０からの放射は生じず、θ成分のみになるはずである。

しかしながら、図２（Ａ）に示すように実線で示すφ成分が確認できているため、アンテナ装置１００では、アンテナエレメント１０に給電を行っているときには、アンテナエレメント２０でも放射が行われることが分かる。

また、図２（Ｂ）に示すように、アンテナエレメント２０に給電を行っているときのＹＺ平面における指向性パターンでは、実線で示すφ成分に加えて、破線で示すθ成分が確認できる。

アンテナエレメント２０に給電を行っているときには、アンテナエレメント１０には給電を行っていないため、理想的にはアンテナエレメント１０からの放射は生じず、φ成分のみになるはずである。

しかしながら、図２（Ｂ）に示すように実線で示すθ成分が確認できているため、アンテナ装置１００では、アンテナエレメント２０に給電を行っているときには、アンテナエレメント１０でも放射が行われることが分かる。

以上より、実施の形態１のアンテナ装置１００では、アンテナエレメント１０と２０の相関はあまり低くなく、アンテナエレメント１０と２０の相互結合が生じていると考えられる。

図３は、電磁界シミュレーションで得られたアンテナエレメント１０と２０における電流分布を示す図である。図３に示す電流分布は、実施の形態１のアンテナ装置１００において、アンテナエレメント１０に給電を行った状態下で行ったシミュレーションで得られたものである。

図３に示すように、アンテナエレメント１０のみに給電を行っているのに、アンテナエレメント２０にも電流分布が生じていることが分かる。特に、アンテナエレメント１０に近いエレメント２０Ａは、エレメント２０Ｂよりも電流分布が多いことが分かる。

以上のように、実施の形態１のアンテナ装置１００は、小型化を達成することができる。

＜実施の形態２＞
図４は、実施の形態２のアンテナ装置２００を示す斜視図である。図５は、実施の形態２のアンテナ装置２００を示す平面図である。図６は、実施の形態２のアンテナ装置２００を示す底面図である。

実施の形態２のアンテナ装置２００は、基板２０１、アンテナエレメント２１０、２２０、及びグランドエレメント２３０を含む。

実施の形態２のアンテナ装置２００は、実施の形態１のアンテナ装置１００と同様に、ダイバーシティアンテナを用いて通信を行う装置であり、例えば、無線センサネットワークを構築し、ノード（無線端末機）で検出される情報を受信する。

ここで、実施の形態２では実施の形態１とＸＹＺ座標の取り方が異なる。実施の形態２では、基板２０１の表面（図４及び図５における手前側にある面）のある点を原点とする直交座標系としてＸＹＺ座標系を定義する。

Ｘ軸は中心Ｏからアンテナ装置２００の長手方向に延伸し、Ｙ軸は中心Ｏから基板２０１の裏面側に延伸し、Ｚ軸は中心Ｏから鉛直上方に延伸する。実施の形態２では、原点は、アンテナエレメント２１０とアンテナエレメント２２０との間の領域の中心に位置する。

アンテナエレメント２１０、２２０、及びグランドエレメント２３０は、Ｚ軸に対して線対称な形状(パターン)を有する。

また、説明の便宜上、図４では基板２０１の裏面（底面）側にある構成要素を図示しないが、図５では基板２０１の裏面（底面）側にある構成要素を破線で示す。基板２０１の裏面（底面）側にある構成要素は、図６に示される。

基板２０１は、平面視で矩形状の板状の基板であり、Ｘ軸方向に長手方向を有するとともに、Ｚ軸方向に短手方向を有する。基板２０１の厚さはＹ軸方向の長さである。基板２０１は、例えば、ＦＲ−４（Flame Retardant type 4）規格に準じた絶縁基板である。

基板２０１の表面には、アンテナエレメント２１０、２２０、及びグランドエレメント２３０が形成されている。アンテナエレメント２１０、２２０、及びグランドエレメント２３０は、例えば、基板２０１の表面に貼り付けた銅箔等の金属をエッチング処理等でパターニングすることによって形成される。

アンテナエレメント２１０は、エレメント２１１〜２１５を有する。

グランドエレメント２３０は、基板２０１の表面のうち、Ｚ軸負方向側の領域内において、Ｘ軸方向に基板２０１の一方の端辺２０１Ａ（Ｘ軸方向負方向側でＺ軸方向に延伸する端辺）と、他方側の端辺２０１Ｂ（Ｘ軸方向正方向側でＺ軸方向に延伸する端辺）との間に延在する。グランドエレメント２３０は、地板の一例である。

なお、グランドエレメント２３０の４つの端辺のうち、アンテナエレメント２１０の近傍で、アンテナエレメント２１０に沿ってＸ軸方向に延伸する端辺を端辺２３１と称す。

アンテナエレメント２１０（エレメント２１１〜２１５）と、アンテナエレメント２２０は、後述するスイッチによる接続を切り替えることにより、スロットアンテナと折返しダイポールアンテナとを構築する。

スロットアンテナは、アンテナエレメント２１０のエレメント２１１〜２１５と、グランドエレメント２３０によって構築される。また、折返しダイポールアンテナは、アンテナエレメント２１０のエレメント２１２及び２１４と、アンテナエレメント２２０とによって構築される。スロットアンテナと折返しダイポールアンテナを構築するためのスイッチによる接続の切り替えについては図７を用いて後述する。

ここで、アンテナエレメント２１０の構成について説明する。上述のように、アンテナエレメント２１０は、エレメント２１１〜２１５を有する。アンテナエレメント２１０は、第１エレメントの一例である。

エレメント２１１は、平面視でＬ字型の導体であり、一端２１１Ａがグランドエレメント２３０の角部２３０Ａに接続され、他端２１１Ｂは、エレメント２１２の一端２１２ＡのＸ軸負方向側の近傍に配設される。エレメント２１１は、一端２１１Ａと他端２１１Ｂとの間の折り曲げ部２１１Ｃで折り曲げられている。

また、エレメント２１１の他端２１１ＢよりもＸ軸負方向側（一端２１１Ａに近い側）には、アンテナエレメント２１０に給電を行うためのビア２５０が接続される。ビア２５０は、基板２０１の表面から裏面まで貫通する貫通孔の内部に銅めっき膜等を形成することによって作製される。ビア２５０は、エレメント２１１と、基板２０１の裏面側に配設されるＲＦ（Radio Frequency）モジュール２６０を接続するために形成される。エレメント２１１にビア２５０が接続される点は第２給電部の一例である。

エレメント２１２の一端２１２Ａは、エレメント２１１の他端２１１ＢのＸ軸正方向側の近傍に配設され、他端２１２Ｂは、エレメント２１３の一端２１３Ａの近傍に配設される。エレメント２１２は、Ｘ軸に沿って延伸する直線状の導体である。エレメント２１２の他端２１２Ｂは、Ｘ軸方向において、原点ＯよりもＸ軸負方向側に位置する。なお、エレメント２１２の他端２１２ＢのＺ軸負方向側には、パッド２４１が配設される。

エレメント２１３の一端２１３Ａは、エレメント２１２の他端２１２ＢのＸ軸正方向側の近傍に配設され、他端２１３Ｂは、エレメント２１４の一端２１４ＡのＸ軸負方向側の近傍に配設される。

エレメント２１３は、Ｘ軸方向に延伸するごく短い直線状の導体である。エレメント２１３のＸ軸方向の中点のＸ軸方向における位置は、原点Ｏと一致する。すなわち、エレメント２１３の中点のＸ軸座標は、Ｘ＝０である。

エレメント２１４の一端２１４Ａは、エレメント２１３の他端２１３ＢのＸ軸正方向側の近傍に配設され、他端２１４Ｂは、エレメント２１５の一端２１５ＡのＸ軸負方向側の近傍に配設される。エレメント２１４は、Ｘ軸方向に延伸する直線状の導体である。エレメント２１４は、Ｚ軸に対して、エレメント２１２と線対称に配設される。なお、エレメント２１４の一端２１４ＡのＺ軸負方向側には、パッド２４２が配設される。

エレメント２１５の一端２１５Ａは、エレメント２１４の他端２１４ＢのＸ軸正方向側の近傍に配設され、他端２１５Ｂは、グランドエレメント２３０の角部２３０Ｂに接続される。エレメント２１５は、Ｌ字型の導体であり、Ｚ軸に対して、エレメント２１１と線対称に配設される。エレメント２１５は、一端２１５Ａと他端２１５Ｂとの間の折り曲げ部２１５Ｃで折り曲げられている。なお、エレメント２１１と異なり、エレメント２１５には給電部は配設されない。

以上のようなアンテナエレメント２１０では、エレメント２１１の折り曲げ部２１１Ｃと、エレメント２１５の折り曲げ部２１５Ｃとの間のＸ軸方向の長さは、実施の形態２のアンテナ装置２００の使用周波数における波長（λ）の約１／２の長さ（約λ／２）に設定されている。

アンテナエレメント２２０は、一端２２０Ａ、折り曲げ部２２０Ｂ、直線部２２０Ｃ、折り曲げ部２２０Ｄ、及び他端２２０Ｅを有する。アンテナエレメント２２０は、アンテナエレメント２１０に対して、平面視でグランドエレメント２３０とは反対側で、アンテナエレメント２１０に沿って配設される第２エレメントの一例である。

アンテナエレメント２２０は、一端２２０ＡからＺ軸正方向側に延伸し、折り曲げ部２２０ＢでＸ軸正方向側に９０度折り曲げられ、直線部２２０Ｃを経て、折り曲げ部２２０ＤでＺ軸負方向側に９０度折り曲げられ、Ｘ軸負方向側に延伸して他端２２０Ｅに至る形状を有する。

一端２２０Ａは、エレメント２１２の一端２１２ＡのＺ軸正方向側の近傍に配設され、他端は、エレメント２１４の他端２１４ＢのＺ軸正方向側の近傍に配設される。なお、直線部２２０Ｃの中点のＸ軸方向における位置は、原点Ｏと一致する。すなわち、直線部２２０Ｃの中点のＸ軸座標は、Ｘ＝０である。

以上のようなアンテナエレメント２２０では、折り曲げ部２２０Ｂと、折り曲げ部２２０Ｄとの間のＸ軸方向の長さは、実施の形態２のアンテナ装置２００の使用周波数における波長（λ）の約１／２の長さ（約λ／２）に設定されている。

なお、実施の形態２では、エレメント２１１の折り曲げ部２１１Ｃと、エレメント２１５の折り曲げ部２１５Ｃとの間のＸ軸方向の長さよりも、折り曲げ部２２０Ｂと、折り曲げ部２２０Ｄとの間のＸ軸方向の長さの方が長いが、両者の長さはともに約λ／２に設定される。両者の長さは、後述する折返しダイポールアンテナとスロットアンテナとの特性等に応じて、λ／２を基準として適切な長さに設定すればよい。

パッド２４１、２４２は、それぞれ、エレメント２１２の他端２１２ＢのＺ軸負方向側、エレメント２１４の一端２１４ＡのＺ軸負方向側に配設される。パッド２４１、２４２は、Ｚ軸に対して線対称な形状及び位置を有する。

パッド２４１、２４２には、ビア２５１、２５２が接続される。ビア２５１、２５２は、基板２０１の表面から裏面まで貫通する貫通孔の内部に銅めっき膜等を形成することによって作製される。ビア２５１、２５２は、パッド２４１、２４２と、基板２０１の裏面側に配設されるバラン２６１を介してＲＦモジュール２６０を接続するために形成される。

なお、パッド２４１、２４２は、それぞれ、別々のスイッチを介して、エレメント２１２の他端２１２Ｂ、エレメント２１４の一端２１４Ａに接続される。エレメント２１２の他端２１２Ｂと、エレメント２１４の一端２１４Ａとには、それぞれ、パッド２４１と２４２とを介して、ＲＦモジュール２６０から給電が行われる。

図６に示すように、基板２０１の裏面には、ＲＦモジュール２６０、バラン２６１、パッド２６２、同軸ケーブル２６３、パッド２６４、２６５、及び同軸ケーブル２６６が形成される。

ＲＦモジュール２６０は、アンテナエレメント２１０、２２０に給電を行う装置であり、図示しない電源に接続される。ＲＦモジュール２６０は、ノイズ抑制等の観点から、平面視でグランドエレメント２３０と重複する領域に配設されることが望ましい。

ＲＦモジュール２６０は、同軸ケーブル２６３を介してパッド２６２に接続されるとともに、同軸ケーブル２６６を介してバラン２６１に接続されている。より具体的には、パッド２６２には、同軸ケーブル２６３の芯線が接続され、同軸ケーブル２６３のシールド線は、パッド２６２の近傍で、例えば、ビア等を形成することにより、同軸ケーブル２６３のシールド線をパッド２６２の近傍でグランドエレメント２３０に接続されている。また、同軸ケーブル２６６の芯線及びシールド線は、バラン２６１に接続される。

なお、バラン２６１は、アンテナエレメント２１０のエレメント２１１〜２１５（又は２１２と２１４）と、ＲＦモジュール２６０との間に設けられ、アンテナエレメント２１０側の平衡状態と、ＲＦモジュール２６０側の不平衡状態とを変換する変換器の一種である。

パッド２６２、２６４、２６５は、例えば、基板２０１の裏面に貼り付けた銅箔等をエッチング処理等でパターニングすることによって形成すればよい。

パッド２６２は、ビア２５０を介してエレメント２１１に接続される。パッド２６４は、ビア２５１を介して、パッド２４１（図５参照）に接続される。パッド２６５は、ビア２５２を介して、パッド２４２（図５参照）に接続される。

次に、図７及び図８を用いて、アンテナエレメント２１０、２２０、及びグランドエレメント２３０に接続するスイッチと、アンテナエレメント２１０、２２０、及びグランドエレメント２３０で構築するスロットアンテナと折返しダイポールアンテナについて説明する。

図７は、実施の形態２のアンテナ装置２００でスロットアンテナと折返しダイポールアンテナを構築するために用いるスイッチを示す図である。

図８は、実施の形態２のアンテナ装置２００のスイッチを切り替えた状態を示す図である。図８（Ａ）には折返しダイポールアンテナが構築されている状態を示し、図８（Ｂ）にはスロットアンテナが構築されている状態を示す。

図７に示すように、実施の形態２のアンテナ装置２００は、スイッチ２７１、２７２、２７３、２７４と、ＣＰＵチップ２７５とを含む。スイッチ２７１、２７２、２７３、２７４は、それぞれ、３端子型のスイッチである。スイッチ２７１、２７２、２７３、２７４としては、例えば、ＳＰＤＴ（Single Pole Double Throw）スイッチを用いることができるが、ＰＩＮ（p-intrinsic-n Diode）ダイオード、又は、機械式のスイッチを用いてもよい。

スイッチ２７１は、エレメント２１２の一端２１２Ａを、エレメント２１１の他端２１１Ｂ、又は、アンテナエレメント２２０の一端２２０Ａのいずれかに接続する。

スイッチ２７２は、エレメント２１２の他端２１２Ｂを、エレメント２１３の一端２１３Ａ、又は、パッド２４１のいずれかに接続する。

スイッチ２７３は、エレメント２１４の一端２１４Ａを、エレメント２１３の他端２１３Ｂ、又は、パッド２４２のいずれかに接続する。

スイッチ２７４は、エレメント２１４の他端２１４Ｂを、エレメント２１５の一端２１５Ａ、又は、アンテナエレメント２２０の他端２２０Ｅのいずれかに接続する。

なお、スイッチ２７１〜２７４は、接続部の一例である。これらのうち、スイッチ２７２と２７３は第１接続部の一例であり、スイッチ２７１と２７４は第２接続部の一例である。

ＣＰＵチップ２７５は、基板２０１の裏面に配設されており、矢印の破線で示す信号線を介してスイッチ２７１〜２７４に接続されるとともに、ＲＦモジュール２６０に接続されている。ＣＰＵチップ２７５は、通信状況に応じて、折返しダイポールアンテナとスロットアンテナのうちのいずれか一方を選択するように、スイッチ２７１〜２７４の開閉制御を行う。ＣＰＵチップ２７５は、スイッチ２７１〜２７４の接続状態を制御する制御部の一例である。

なお、ＣＰＵチップ２７５とスイッチ２７１〜２７４とを接続する信号線は、折返しダイポールアンテナとスロットアンテナのインピーダンスに影響を与えないように、配線すればよい。また、ここでは、ＣＰＵ２７５がスイッチ２７１〜２７４を制御する形態について説明するが、ＣＰＵチップ２７５がＲＦモジュール２６０経由でスイッチ２７１〜２７４を制御御してもよいし、ＲＦモジュール２６０がスイッチ２７１〜２７４を制御してもよい。

次に、図８を用いて、スイッチ２７１〜２７４の切り替えについて説明する。図８（Ａ）、（Ｂ）には、スペースの都合上、グランドエレメント２３０のうち、端辺２３１の近傍の部分のみを示す。

折返しダイポールアンテナを構築する際には、図８（Ａ）に示すように、スイッチ２７１はエレメント２１２の一端２１２Ａをアンテナエレメント２２０の一端２２０Ａに接続する。スイッチ２７２はエレメント２１２の他端２１２Ｂをパッド２４１に接続する。スイッチ２７３はエレメント２１４の一端２１４Ａをパッド２４２に接続する。また、スイッチ２７４はエレメント２１４の他端２１４Ｂをアンテナエレメント２２０の他端２２０Ｅに接続する。

これにより、アンテナエレメント２１０のエレメント２１２及び２１４と、アンテナエレメント２２０とを含み、エレメント２１２の他端２１２Ｂと、エレメント２１４の一端２１４Ａとを給電部（第１給電部）とする折返しダイポールアンテナが構築される。他端２１２Ｂと一端２１４Ａには、それぞれ、パッド２４１と２４２を介して給電が行われる。

この折返しダイポールアンテナは、第１エレメントの一例としてのアンテナエレメント２１０の第１端部（エレメント２１２の一端２１２Ａ）及び第２端部（エレメント２１４の他端２１４Ｂ）と、第２エレメントの一例としてのアンテナエレメント２２０の第１端部（一端２２０Ａ）及び第２端部（他端２２０Ｅ）とをそれぞれ接続することによって構築される。

また、この折返しダイポールアンテナへの給電は、スイッチ２７２、２７３、パッド２４１、２４２、ビア２５１、２５２、バラン２６１、及び同軸ケーブル２６６(図５及び図６参照)を介して、ＲＦモジュール２６０からエレメント２１２と２１４に互いに逆位相の高周波信号を供給することによって行われる。

折返しダイポールアンテナは、偏波方向が水平偏波（Ｘ軸方向）であり、折返しダイポールアンテナの長手方向に平行な方向の偏波が得られる。折返しダイポールアンテナの長手方向は、Ｘ軸方向である。換言すれば、折返しダイポールアンテナの長手方向は、エレメント２１２の一端２１２Ａから、エレメント２１４の他端２１４Ｂに向かう方向、又は、この逆方向である。また、折返しダイポールアンテナの長手方向は、アンテナエレメント２２０の直線部２２０Ｃの延伸方向である。

また、スロットアンテナを構築する際には、図８（Ｂ）に示すように、スイッチ２７１はエレメント２１２の一端２１２Ａをエレメント２１１の他端２１１Ｂに接続する。スイッチ２７２はエレメント２１２の他端２１２Ｂをエレメント２１３の一端２１３Ａに接続する。スイッチ２７３はエレメント２１４の一端２１４Ａをエレメント２１３の他端２１３Ｂに接続する。また、スイッチ２７４はエレメント２１４の他端２１４Ｂをエレメント２１５の一端２１５Ａに接続する。

これにより、アンテナエレメント２１０のエレメント２１１〜２１５と、グランドエレメント２３０の端辺２３１側の部分とを含み、ビア２５０を介して給電されるスロットアンテナが構築される。

このスロットアンテナは、第１エレメントの一例としてのアンテナエレメント２１０の第１端部（エレメント２１１の一端２１１Ａ）及び第２端部（エレメント２１５の他端２１５Ｂ）と、地板の一例としてのグランドエレメント２３０とを接続することによって構築される。

また、このスロットアンテナへの給電は、ビア２５０、パッド２６２、同軸ケーブル２６３を介して、ＲＦモジュール２６０からアンテナエレメント２１０に高周波信号を供給することによって行われる。同軸ケーブル２６３のシールド線はグランドエレメント２３０に接続されているため、スロットアンテナのアンテナエレメント２１０と、グランドエレメント２３０の端辺２３１側の部分とには、ＲＦモジュール２６０から互いに逆位相の高周波信号を供給されることになる。

スロットアンテナは、偏波方向が垂直偏波（Ｚ軸方向）であり、スロットアンテナの長手方向に直交する方向に偏波が得られる。換言すれば、スロットアンテナは、アンテナエレメント２１０の主にエレメント２１２、２１３、２１４の部分（Ｘ軸方向に延伸する部分）と、グランドエレメント２３０の端辺２３１との間の方向に偏波が生じる。

このように、実施の形態２のアンテナ装置２００では、アンテナエレメント２１０及び２２０と、グランドエレメント２３０とによって構築される折返しダイポールアンテナで得られる偏波方向（水平偏波）と、スロットアンテナで得られる偏波方向（垂直偏波）は９０度異なる。

なお、ここでは、折返しダイポールアンテナを構築する際には、第１エレメントの一例としてのアンテナエレメント２１０の第１端部は、エレメント２１２の一端２１２Ａであり、第１エレメントの一例としてのアンテナエレメント２１０の第２端部は、エレメント２１４の他端２１４Ｂである。

また、スロットアンテナを構築する際には、第１エレメントの一例としてのアンテナエレメント２１０の第１端部は、エレメント２１１の一端２１１Ａであり、第１エレメントの一例としてのアンテナエレメント２１０の第２端部は、エレメント２１５の他端２１５Ｂである。

このように、第１エレメントの一例としてのアンテナエレメント２１０の第１端部は、アンテナエレメント２１０のＸ軸負方向の端にある一端２１１Ａには限られず、エレメント２１２の一端２１２Ａも含む。

これは、エレメント２１１の長さは、アンテナエレメント２１０の全体の長さに比べると微少であるため、エレメント２１２の一端２１２Ａを第１端部として取り扱っても、折返しダイポールアンテナの特性には影響が殆ど生じないからである。

また、第１エレメントの一例としてのアンテナエレメント２１０の第２端部は、エレメント２１５のＸ軸方向の端にある他端２１５Ｂには限られず、エレメント２１４の他端２１４Ｂも含む。

これは、第１端部と同様に、エレメント２１５の長さは、アンテナエレメント２１０の全体の長さに比べると微少であるため、エレメント２１４の他端２１４Ｂを第２端部として取り扱っても、折返しダイポールアンテナの特性には影響が殆ど生じないからである。

次に、図９を用いて、実施の形態２のアンテナ装置２００の折返しダイポールアンテナとスロットアンテナにおける電流分布について説明する。

図９は、実施の形態２のアンテナ装置２００の折返しダイポールアンテナとスロットアンテナにおける電流分布を示す図である。

図９では、電流分布を見易くするために、アンテナエレメント２１０（エレメント２１１〜２１５）、アンテナエレメント２２０、及びグランドエレメント２３０の形状のみを示す。また、符号については、主な符号（アンテナエレメント２１０、アンテナエレメント２２０、及びグランドエレメント２３０）のみを示し、その他の符号を省略する。その他の符号については図５、図６、図７を参照されたい。

図９（Ａ）は、実施の形態２のアンテナ装置２００を折返しダイポールアンテナとして動作させた場合に得られる電流分布を示す図である。この電流分布は、電磁界シミュレーションによって得られた電流分布である。

この電流分布は、スイッチ２７２、２７３、パッド２４１、２４２、ビア２５１、２５２、バラン２６１、及び同軸ケーブル２６６(図５及び図６参照)を介して、ＲＦモジュール２６０からエレメント２１２と２１４に互いに逆位相の高周波信号を供給することにより、折返しダイポールアンテナに給電を行うことによって得た電流分布である。

図９（Ａ）において、濃く示す部分は電流密度が高い部分であり、薄く示す部分は電流密度が低い部分である。図９（Ａ）に示すように、アンテナエレメント２１０のエレメント２１２の長手方向中央よりも他端２１２Ｂ側、及びエレメント２１４の長手方向中央よりも一端２１４Ａ側と、アンテナエレメント２２０の直線部２２０Ｃの長手方向における中央部とにおいて、電流密度が高くなっている。

また、アンテナエレメント２１０のエレメント２１２の長手方向中央よりも一端２１２Ａ側、及びエレメント２１４の長手方向中央よりも他端２１４Ｂ側と、アンテナエレメント２２０の直線部２２０Ｃの長手方向における両端側とにおいて、電流密度が低くなっている。

以上より、実施の形態２のアンテナ装置２００を折返しダイポールアンテナとして動作させた場合には、折返しダイポールアンテナのＸ軸方向(長手方向)の中央部において、電流密度が高くなり、両端部において電流密度が低くなることが分かる。

従って、折返しダイポールアンテナにおいて、水平偏波（Ｘ軸方向）の偏波が得られていることが確認できた。

また、図９（Ｂ）は、実施の形態２のアンテナ装置２００をスロットアンテナとして動作させた場合に得られる電流分布を示す図である。この電流分布は、電磁界シミュレーションによって得られた電流分布である。

この電流分布は、ビア２５０、パッド２６２、同軸ケーブル２６３（図５及び図６参照）を介して、ＲＦモジュール２６０からエレメント２１１とグランドエレメント２３０に互いに逆位相の高周波信号を供給することにより、スロットアンテナに給電を行うことによって得た電流分布である。

図９（Ｂ）において、濃く示す部分は電流密度が高い部分であり、薄く示す部分は電流密度が低い部分である。図９（Ｂ）に示すように、アンテナエレメント２１０のエレメント２１１、エレメント２１２の長手方向中央よりも一端２１２Ａ側、エレメント２１４の長手方向中央よりも他端２１４Ｂ側、及びエレメント２１５と、グランドエレメント２３０の端辺２３１の両端側とにおいて、電流密度が高くなっている。

また、アンテナエレメント２１０のエレメント２１２の長手方向中央よりも他端２１２Ｂ側、エレメント２１３、及びエレメント２１４の長手方向中央よりも一端２１４Ａ側と、グランドエレメント２３０の端辺２３１の中央部とにおいて、電流密度が低くなっている。

以上より、実施の形態２のアンテナ装置２００をスロットアンテナとして動作させた場合には、スロットアンテナのＸ軸方向(長手方向)の中央部において電流密度が低くなり、両端部において電流密度が高くなることが分かる。

従って、スロットアンテナにおいて、垂直偏波（Ｚ軸方向）の偏波が得られていることが確認できた。

次に、図１０及び図１１を用いて、実施の形態２のアンテナ装置２００で得られる指向性パターンとＶＳＷＲ(Voltage Standing Wave Ratio)特性について説明する。

図１０は、実施の形態２のアンテナ装置２００を折返しダイポールアンテナとして動作させた場合に得られるＸＹ平面における指向性パターンとＶＳＷＲ特性を示す図である。

図１０は、アンテナ装置２００の折返しダイポールアンテナの使用周波数を１ＧＨｚとして行った電磁界シミュレーションによって得られた結果を示す。図１０（Ａ）には、φ成分のゲインを実線で示し、θ成分のゲインを破線で示す。

図１０（Ａ）に示すように、折返しダイポールアンテナのＸＹ平面における指向性パターンは、実線で示すφ成分のゲインが高く、約０ｄＢｉの値が得られている。また、破線で示すθ成分のゲインは低く、約−２０ｄＢｉである。

このため、アンテナ装置２００を折返しダイポールアンテナとして動作させているときには、折返しダイポールアンテナのみを動作させることができ、スロットアンテナからは殆ど放射が生じていないことが確認できる。

また、図１０（Ｂ）に示すＶＳＷＲ特性については、使用周波数である１ＧＨｚで極小値として約１．２程度の非常に良好な値が得られている。

以上より、実施の形態２のアンテナ装置２００を折返しダイポールアンテナとして動作させているときには、折返しダイポールアンテナとスロットアンテナの相関は非常に低いことが分かる。

図１１は、実施の形態２のアンテナ装置２００をスロットアンテナとして動作させた場合に得られるＸＹ平面における指向性パターンとＶＳＷＲ特性を示す図である。

図１１は、アンテナ装置２００のスロットアンテナの使用周波数を１ＧＨｚとして行った電磁界シミュレーションによって得られた結果を示す。図１１（Ａ）には、φ成分のゲインを実線で示し、θ成分のゲインを破線で示す。

図１１（Ａ）に示すように、スロットアンテナのＸＹ平面における指向性パターンは、破線で示すθ成分のゲインが高く、約０ｄＢｉから約＋５ｄＢｉの値が得られている。また、実線で示すφ成分のゲインは低く、約−２３ｄＢｉである。

このため、アンテナ装置２００をスロットアンテナとして動作させているときには、スロットアンテナのみを動作させることができ、折返しダイポールアンテナからは殆ど放射が生じていないことが確認できる。

また、図１１（Ｂ）に示すＶＳＷＲ特性については、使用周波数である１ＧＨｚで極小値として約１．２程度の非常に良好な値が得られている。

以上より、実施の形態２のアンテナ装置２００をスロットアンテナとして動作させているときには、スロットアンテナと折返しダイポールアンテナの相関は非常に低いことが分かる。

以上のような実施の形態２のアンテナ装置２００では、スイッチ２７１〜２７４を切り替えることにより、互いに相関の低い折返しダイポールアンテナとスロットアンテナを構築することができる。

折返しダイポールアンテナは、図５に示すように、アンテナエレメント２１０のエレメント２１２及び２１４と、アンテナエレメント２２０とを含み、エレメント２１２の他端２１２Ｂと、エレメント２１４の一端２１４Ａとを給電部とするアンテナである。

また、スロットアンテナは、図５に示すように、アンテナエレメント２１０のエレメント２１１〜２１５と、グランドエレメント２３０の端辺２３１側の部分とを含み、ビア２５０を介して給電されるアンテナである。

このように、実施の形態２のアンテナ装置２００で実現される折返しダイポールアンテナとスロットアンテナは、アンテナエレメント２１０（の少なくともエレメント２１２と２１４）を共有している。

すなわち、実施の形態２のアンテナ装置２００は、Ｘ軸方向に長手方向を有する折返しダイポールアンテナと、Ｘ軸方向に長手方向を有するスロットアンテナとを、その一部を共通（共有）化することにより、Ｚ軸方向に隣接させて配置させることによって得られるものである。

換言すれば、アンテナ装置２００は、Ｘ軸方向に長手方向を有する折返しダイポールアンテナと、Ｘ軸方向に長手方向を有するスロットアンテナとを、その一部を合体（又は一体化）することにより、Ｚ軸方向に隣接させて配置させることによって得られるものである。

従って、折返しダイポールアンテナとスロットアンテナとを切り替え的に実現可能なアンテナ装置２００は、小型化が図られたものである。

このため、実施の形態２によれば、小型化を図ったアンテナ装置２００を提供することができる。換言すれば、実施の形態２によれば、小型化を図りつつ、相関の低い折返しダイポールアンテナとスロットアンテナを切り替え的に実現可能なアンテナ装置２００を提供することができる。

従って、実施の形態２のアンテナ装置２００でスイッチ２７１〜２７４を切り替えることにより、折返しダイポールアンテナとスロットアンテナとでダイバーシティ方式の無線通信を行うことができる。

実施の形態２のアンテナ装置２００は、小型で、かつ、ダイバーシティ用の２つのアンテナ（折返しダイポールアンテナとスロットアンテナ）の相関が低いため、省スペース化に貢献できるとともに、非常に良好な通信を行うことができる。

従って、例えば、無線センサネットワークを構築し、ノード（無線端末機）で検出される情報を受信するような用途に適している。ここで、実施の形態２のアンテナ装置２００は、実施の形態１のアンテナ装置１００よりもダイバーシティ用の２つのアンテナ（折返しダイポールアンテナとスロットアンテナ）の相関が低いため、無線センサネットワークの構築等の用途に非常に適している。

なお、アンテナ装置２００の小型化については、折返しダイポールアンテナの長手方向における中心の位置と、スロットアンテナの長手方向における中心の位置とを一致させたことも寄与している。ただし、これらの中心位置は、必ずしも一致している必要はない。

なお、以上では、エレメント２１２の他端２１２Ｂと、エレメント２１４の一端２１４Ａとを給電部（第１給電部）とする折返しダイポールアンテナを構築する形態について説明した。エレメント２１２の他端２１２Ｂと、エレメント２１４の一端２１４Ａとは、Ｚ軸に対して線対称な位置にあり、折返しダイポールアンテナの長手方向（Ｘ軸方向）の中央に位置する。

しかしながら、折返しダイポールアンテナの給電点は、長手方向の中央からＸ軸正方向側、又は、Ｘ軸負方向側にオフセットした位置に配設されてもよい。これは、例えば、エレメント２１１〜２１５の形状を変えずに、ビア２５１、２５２の位置をずらすことによって実現してもよいし、エレメント２１１〜２１５の形状をＸ軸に対して非対称にすることによって実現してもよい。

また、折返しダイポールアンテナの給電部（第１給電部）は、アンテナエレメント２２０に配設されていてもよい。これについては、実施の形態３で説明する。

また、以上では、スロットアンテナの給電部（第２給電部）がアンテナエレメント２１０のエレメント２１１に配設される形態について説明したが、スロットアンテナの給電部（第２給電部）は、Ｘ軸方向のどの位置にあってもよい。

すなわち、スロットアンテナの給電部（第２給電部）は、エレメント２１１〜２１５のいずれの位置に配設されてもよい。これは、例えば、ビア２５０の位置を変更することによって実現すればよい。

また、スロットアンテナの給電部（第２給電部）は、グランドエレメント２３０の端辺２３１又は端辺２３１の近傍に配設してもよい。

また、以上では、スロットアンテナの給電部（第２給電部）と、ＲＦモジュール２６０との間にスイッチを設けない形態について説明したが、スロットアンテナの給電部（第２給電部）と、ＲＦモジュール２６０との間にスイッチを設けてもよい。

また、以上では、エレメント２１１の折り曲げ部２１１Ｃと、エレメント２１５の折り曲げ部２１５Ｃとの間のＸ軸方向の長さよりも、折り曲げ部２２０Ｂと、折り曲げ部２２０Ｄとの間のＸ軸方向の長さの方が長い形態について説明した。

しかしながら、アンテナエレメント２１０（エレメント２１１〜２１５）とアンテナエレメント２２０の形状を適宜変更することにより、エレメント２１１の折り曲げ部２１１Ｃと、エレメント２１５の折り曲げ部２１５Ｃとの間のＸ軸方向の長さよりも、折り曲げ部２２０Ｂと、折り曲げ部２２０Ｄとの間のＸ軸方向の長さの方が短くてもよい。また、両者の長さが等しくてもよい。

また、以上では、図５に示すような形状（パターン）のアンテナエレメント２１０、２２０、及びグランドエレメント２３０について説明した。

しかしながら、上述のように、折返しダイポールアンテナとスロットアンテナが互いに等しい長手方向を有し、かつ、折返しダイポールアンテナとスロットアンテナとがその一部を共有（共通）化した構成であれば、アンテナエレメント２１０、２２０、及びグランドエレメント２３０の形状（パターン）は、上述したものに限られるものではない。

＜実施の形態３＞
図１２は、実施の形態３のアンテナ装置３００を示す図である。

実施の形態３のアンテナ装置３００は、実施の形態２のアンテナ装置２００の折返しダイポールアンテナの給電部（第１給電部）を、アンテナエレメント２２０側に配設したものである。

以下では、実施の形態２のアンテナ装置２００との相違点を中心に説明を行う。また、実施の形態２のアンテナ装置２００の構成要素と同様の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。

実施の形態３のアンテナ装置３００は、基板２０１、アンテナエレメント３１０、３２０、グランドエレメント２３０、及びスイッチ３７１、３７２を含む。

アンテナエレメント３１０は、エレメント３１１〜３１３を有する。

アンテナエレメント３１０（エレメント３１１〜３１３）と、アンテナエレメント３２０は、後述するスイッチによる接続を切り替えることにより、スロットアンテナと折返しダイポールアンテナとを構築する。

スロットアンテナは、アンテナエレメント３１０のエレメント３１１〜３１３と、グランドエレメント２３０によって構築される。また、折返しダイポールアンテナは、アンテナエレメント３１０のエレメント３１２と、アンテナエレメント３２０とによって構築される。

ここで、アンテナエレメント３１０の構成について説明する。上述のように、アンテナエレメント３１０は、エレメント３１１〜３１３を有する。アンテナエレメント３１０は、第１エレメントの一例である。

エレメント３１１は、平面視でＬ字型の導体であり、実施の形態２のアンテナ装置２００のエレメント２１１と同様である。アンテナエレメント３１１は、一端３１１Ａがグランドエレメント２３０の角部２３０Ａに接続され、他端３１１Ｂは、エレメント３１２の一端３１２ＡのＸ軸負方向側の近傍に配設される。エレメント３１１は、一端３１１Ａと他端３１１Ｂとの間の折り曲げ部３１１Ｃで折り曲げられている。

また、エレメント３１１の他端３１１ＢよりもＸ軸負方向側（一端３１１Ａに近い側）には、アンテナエレメント３１０に給電を行うためのビア２５０が接続される。エレメント３１１にビア２５０が接続される点は第２給電部の一例である。

エレメント３１２の一端３１２Ａは、エレメント３１１の他端３１１ＢのＸ軸正方向側の近傍に配設され、他端３１２Ｂは、エレメント３１３の一端３１３ＡのＸ軸負方向側の近傍に配設される。

エレメント３１２は、Ｘ軸に沿って延伸する直線状の導体である。エレメント３１２は、実施の形態２のエレメント２１２、２１３、２１４を一体的にした構成を有する。このため、エレメント３１２の一端３１２Ａの位置は、実施の形態２のエレメント２１２の一端２１２Ａ（図５参照）の位置と同一である。また、エレメント３１２の他端３１２Ｂの位置は、実施の形態２のエレメント２１４の他端２１４Ｂ（図５参照）の位置と同一である。

エレメント３１３の一端３１３Ａは、エレメント３１２の他端３１２ＢのＸ軸正方向側の近傍に配設され、他端３１３Ｂは、グランドエレメント２３０の角部２３０Ｂに接続される。エレメント３１３は、Ｌ字型の導体であり、Ｚ軸に対して、エレメント３１１と線対称に配設される。すなわち、エレメント３１３は、実施の形態２のエレメント２１５（図５参照）と同様である。

エレメント３１３は、一端３１３Ａと他端３１３Ｂとの間の折り曲げ部３１３Ｃで折り曲げられている。なお、エレメント３１１と異なり、エレメント３１３には給電部は配設されない。

以上のようなアンテナエレメント３１０では、エレメント３１１の折り曲げ部３１１Ｃと、エレメント３１３の折り曲げ部３１３Ｃとの間のＸ軸方向の長さは、実施の形態３のアンテナ装置３００の使用周波数における波長（λ）の約１／２の長さ（約λ／２）に設定されている。

アンテナエレメント３２０は、エレメント３２１と３２２を有する。アンテナエレメント３２０は、実施の形態２のアンテナエレメント２２０（図５参照）をＸ軸方向における中央部で２つに（エレメント３２１と３２２に）分断した形状を有する。

アンテナエレメント３２０は、アンテナエレメント３１０に対して、平面視でグランドエレメント２３０とは反対側で、アンテナエレメント３１０に沿って配設される第２エレメントの一例である。

エレメント３２１は、一端３２１ＡからＺ軸正方向側に延伸し、折り曲げ部３２１ＣでＸ軸正方向側に９０度折り曲げられ、他端３２１Ｂに至るＬ字型の導体である。他端３２１Ｂは、Ｚ軸よりもＸ軸負方向側に位置しており、エレメント３２２の一端３２２ＡのＸ軸負方向側の近傍に位置している。

エレメント３２２の一端３２２Ａは、エレメント３２１の他端３２１ＢのＸ軸正方向側の近傍に位置している。エレメント３２２は、一端３２２ＡからＸ軸正方向側に延伸し、折り曲げ部３２２ＣでＺ軸負方向側に９０度折り曲げられ、他端３２２Ｂに至るＬ字型の導体である。

エレメント３２１と３２２は、Ｚ軸に対して線対称な形状（パターン）を有する。

以上のようなアンテナエレメント３２０では、折り曲げ部３２１Ｃと、折り曲げ部３２２Ｃとの間のＸ軸方向の長さは、実施の形態３のアンテナ装置３００の使用周波数における波長（λ）の約１／２の長さ（約λ／２）に設定されている。

実施の形態３のアンテナ装置３００では、エレメント３２１の他端３２１Ｂと、エレメント３２２の一端３２２Ａは、基板２０１の裏面側に配設される配線部３６４と３６５、及び、ビア３５１と３５２をそれぞれ介して、バラン２６１に接続されている。

配線部３６４と３６５、及び、ビア３５１と３５２は、実施の形態２の配線部２６４と２６５、及び、ビア２５１と２５２（図５参照）を、それぞれ、アンテナエレメント３２０のエレメント３２１、３２２に接続するためにＺ軸正方向側に移動させたものである。

すなわち、実施の形態３のアンテナ装置３００では、アンテナエレメント３２０のエレメント３２１の他端３２１Ｂと、エレメント３２２の一端３２２Ａとが第１給電部となる。

なお、実施の形態３のアンテナ装置３００は、実施の形態２のアンテナ装置２００のパッド２４１、２４２に対応するパッドは含まない。

実施の形態３のアンテナ装置３００は、２つのスイッチ３７１、３７２を含む。スイッチ３７１、３７２としては、実施の形態２のスイッチ２７１〜２７４と同様に、例えば、ＳＰＤＴスイッチを用いることができる。スイッチ３７１、３７２は、接続部の一例である。

スイッチ３７１は、エレメント３１２の一端３１２Ａを、エレメント３１１の他端３１１Ｂ、又は、エレメント３２１の一端３２１Ａのいずれかに接続する。

スイッチ３７２は、エレメント３１２の他端３１２Ｂを、エレメント３１３の一端３１３Ａ、又は、エレメント３２２の他端３２２Ｂのいずれかに接続する。

折返しダイポールアンテナを構築する際には、スイッチ３７１はエレメント３１２の一端３１２Ａをエレメント３２１の一端３２１Ａに接続する。また、スイッチ３７２はエレメント３１２の他端３１２Ｂをエレメント３２２の他端３２２Ｂに接続する。

これにより、アンテナエレメント３１０のエレメント３１２と、アンテナエレメント３２０のエレメント３２１及び３２２とを含み、エレメント３２１の他端３２１Ｂと、エレメント３２２の一端３２２Ａとを給電部（第１給電部）とする折返しダイポールアンテナが構築される。他端３２１Ｂと一端３２２Ａには、それぞれ、ビア３５１、３５２、配線部３６４、３６５、バラン２６１、及び同軸ケーブル２６６を介してＲＦモジュール２６０から給電が行われる。

この折返しダイポールアンテナは、第１エレメントの一例としてのアンテナエレメント３１０の第１端部（エレメント３１２の一端３１２Ａ）及び第２端部（エレメント３１２の他端３１２Ｂ）と、第２エレメントの一例としてのアンテナエレメント３２０の第１端部（エレメント３２１の一端３２１Ａ）及び第２端部（エレメント３２２の他端３２２Ｃ）とをそれぞれ接続することによって構築される。

また、この折返しダイポールアンテナへの給電は、ビア３５１、３５２、配線部３６４、４６５、バラン２６１、及び同軸ケーブル２６６を介して、ＲＦモジュール２６０からエレメント３２１と３２２に互いに逆位相の高周波信号を供給することによって行われる。

折返しダイポールアンテナは、偏波方向が水平偏波（Ｘ軸方向）であり、折返しダイポールアンテナの長手方向に平行な方向の偏波が得られる。折返しダイポールアンテナの長手方向は、Ｘ軸方向である。換言すれば、折返しダイポールアンテナの長手方向は、エレメント３２１の折り曲げ部３２１Ｃから、エレメント３２２の折り曲げ部３２２Ｃに向かう方向、又は、この逆方向である。また、折返しダイポールアンテナの長手方向は、アンテナエレメント３１０のエレメント３１２の延伸方向である。

また、スロットアンテナを構築する際には、スイッチ３７１はエレメント３１２の一端３１２Ａをエレメント３１１の他端２１１Ｂに接続する。また、スイッチ３７２はエレメント３１２の他端３１２Ｂをエレメント３１３の一端３１３Ａに接続する。

これにより、アンテナエレメント３１０のエレメント３１１〜３１３と、グランドエレメント２３０の端辺２３１側の部分とを含み、ビア２５０を介して給電されるスロットアンテナが構築される。

このスロットアンテナは、第１エレメントの一例としてのアンテナエレメント３１０の第１端部（エレメント３１１の一端３１１Ａ）及び第２端部（エレメント３１３の他端３１３Ｂ）と、地板の一例としてのグランドエレメント２３０とを接続することによって構築される。

また、このスロットアンテナへの給電は、ビア２５０、パッド２６２、同軸ケーブル２６３を介して、ＲＦモジュール２６０からアンテナエレメント３１０に高周波信号を供給することによって行われる。同軸ケーブル２６３のシールド線はグランドエレメント２３０に接続されているため、スロットアンテナのアンテナエレメント３１０と、グランドエレメント２３０の端辺２３１側の部分とには、ＲＦモジュール２６０から互いに逆位相の高周波信号を供給されることになる。

スロットアンテナは、偏波方向が垂直偏波（Ｚ軸方向）であり、スロットアンテナの長手方向に直交する方向に偏波が得られる。換言すれば、スロットアンテナは、アンテナエレメント３１０の主にエレメント３１１、３１２、３１３のうちＸ軸方向に延伸する部分と、グランドエレメント２３０の端辺２３１との間の方向に偏波が生じる。

このように、実施の形態３のアンテナ装置３００では、アンテナエレメント３１０及び３２０と、グランドエレメント２３０とによって構築される折返しダイポールアンテナで得られる偏波方向（水平偏波）と、スロットアンテナで得られる偏波方向（垂直偏波）は９０度異なる。

以上のように、実施の形態３のアンテナ装置３００で実現される折返しダイポールアンテナとスロットアンテナは、アンテナエレメント３１０（の少なくともエレメント３１２）を共有している。

すなわち、実施の形態３のアンテナ装置３００は、Ｘ軸方向に長手方向を有する折返しダイポールアンテナと、Ｘ軸方向に長手方向を有するスロットアンテナとを、その一部を共通（共有）化することにより、Ｚ軸方向に隣接させて配置させることによって得られるものである。

換言すれば、アンテナ装置３００は、Ｘ軸方向に長手方向を有する折返しダイポールアンテナと、Ｘ軸方向に長手方向を有するスロットアンテナとを、その一部を合体（又は一体化）することにより、Ｚ軸方向に隣接させて配置させることによって得られるものである。

従って、折返しダイポールアンテナとスロットアンテナとを切り替え的に実現可能なアンテナ装置３００は、小型化が図られたものである。

このため、実施の形態３によれば、小型化を図ったアンテナ装置３００を提供することができる。換言すれば、実施の形態３によれば、小型化を図りつつ、相関の低い折返しダイポールアンテナとスロットアンテナを切り替え的に実現可能なアンテナ装置３００を提供することができる。

従って、実施の形態３のアンテナ装置３００でスイッチ３７１、３７２を切り替えることにより、折返しダイポールアンテナとスロットアンテナとでダイバーシティ方式の無線通信を行うことができる。

以上のように、実施の形態３のアンテナ装置３００で構築される折返しダイポールアンテナとスロットアンテナは、実施の形態２のアンテナ装置２００で構築される折返しダイポールアンテナとスロットアンテナと同様である。

このため、実施の形態３のアンテナ装置３００で構築される折返しダイポールアンテナとスロットアンテナは、相関が低く、良好な通信特性が得られる。

実施の形態３のアンテナ装置３００は、小型で、かつ、ダイバーシティ用の２つのアンテナ（折返しダイポールアンテナとスロットアンテナ）の相関が低いため、省スペース化に貢献できるとともに、非常に良好な通信を行うことができる。

従って、例えば、無線センサネットワークを構築し、ノード（無線端末機）で検出される情報を受信するような用途に適している。ここで、実施の形態３のアンテナ装置３００は、実施の形態１のアンテナ装置１００よりもダイバーシティ用の２つのアンテナ（折返しダイポールアンテナとスロットアンテナ）の相関が低いため、無線センサネットワークの構築等の用途に非常に適している。

なお、実施の形態３のアンテナ装置３００は、実施の形態２のアンテナ装置２００と同様に、種々の変形ができるものである。

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。
以上の実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
（付記１）
地板と、
前記地板の端辺に沿って配設される第１エレメントと、
前記第１エレメントに対して平面視で前記地板とは反対側で、前記第１エレメントに沿って配設される第２エレメントと、
前記第１エレメントの第１端部及び第２端部と前記第２エレメントの第１端部及び第２端部をそれぞれ接続する、又は、前記第１エレメントの第１端部及び第２端部を前記地板に接続する接続部と、
前記接続部によって前記第１エレメントと前記第２エレメントとが接続されているときに、前記第１エレメント又は前記第２エレメントの長手方向における中間点で給電を行う第１給電部と、
前記接続部によって前記第１エレメントと前記地板とが接続されているときに、前記第１エレメント又は地板に給電を行う第２給電部と
を含む、アンテナ装置。
（付記２）
前記接続部によって接続される前記第１エレメントと前記第２エレメントは折返しダイポールアンテナを構築し、前記接続部によって接続される前記第１エレメントと前記地板はスロットアンテナを構築する、付記１記載のアンテナ装置。
（付記３）
前記折返しダイポールアンテナと前記スロットアンテナは、前記第１エレメントを共有する、付記２記載のアンテナ装置。
（付記４）
前記折返しダイポールアンテナの長手方向の中央と、前記スロットアンテナの長手方向の中央とは、一致している、付記２又は３記載のアンテナ装置。
（付記５）
前記接続部は、
前記第１エレメントと前記第２エレメントを接続する第１接続部と、
前記第１エレメントと前記地板を接続する第２接続部と
を有する、付記１乃至４のいずれか一項記載のアンテナ装置。
（付記６）
前記接続部の接続状態を制御する制御部をさらに含む、付記１乃至５のいずれか一項記載のアンテナ装置。
（付記７）
地板と、
前記地板の端辺に沿って配設される第１エレメントと、
前記第１エレメントに対して前記地板とは反対側で、前記第１エレメントに沿って配設される第２エレメントと、
前記第１エレメントの第１端部及び第２端部と前記地板、又は、前記第１エレメントの前記第１端部及び前記第２端部と前記第２エレメントの第１端部及び第２端部を接続する接続部と
を含み、
前記接続部によって接続される前記第１エレメントと前記地板はスロットアンテナを構築し、前記接続部によって接続される前記第１エレメントと前記第２エレメントは折返しダイポールアンテナを構築する、アンテナ装置。

１００ アンテナ装置
１ 基板
１０、２０ アンテナエレメント
３０ グランドエレメント
２００ アンテナ装置
２０１ 基板
２１０、２２０ アンテナエレメント
２３０ グランドエレメント
２１１、２１２、２１３、２１４、２１５ エレメント
２７１、２７２、２７３、２７４ スイッチ
２７５ ＣＰＵチップ
３００ アンテナ装置
３１０、３２０ アンテナエレメント
３１１〜３１３ エレメント
３２１、３２２ エレメント
３７１、３７２ スイッチ

Claims (4)

1. 地板と、
   前記地板の端辺に沿って配設される第１エレメントと、
   前記第１エレメントに対して平面視で前記地板とは反対側で、前記第１エレメントに沿って配設される第２エレメントと、
   前記第１エレメントの第１端部及び第２端部と前記第２エレメントの第１端部及び第２端部をそれぞれ接続する、又は、前記第１エレメントの第１端部及び第２端部を前記地板に接続する接続部と、
   前記接続部によって前記第１エレメントと前記第２エレメントとが接続されているときに、前記第１エレメント又は前記第２エレメントの長手方向における中間点で給電を行う第１給電部と、
   前記接続部によって前記第１エレメントと前記地板とが接続されているときに、前記第１エレメント又は地板に給電を行う第２給電部と
   を含む、アンテナ装置。
2. 前記接続部によって接続される前記第１エレメントと前記第２エレメントは折返しダイポールアンテナを構築し、前記接続部によって接続される前記第１エレメントと前記地板はスロットアンテナを構築する、請求項１記載のアンテナ装置。
3. 前記折返しダイポールアンテナの長手方向の中央と、前記スロットアンテナの長手方向の中央とは、一致している、請求項２記載のアンテナ装置。
4. 前記接続部は、
   前記第１エレメントと前記第２エレメントを接続する第１接続部と、
   前記第１エレメントと前記地板を接続する第２接続部と
   を有する、請求項１乃至３のいずれか一項記載のアンテナ装置。