JP6230704B2 - アンテナ装置、アンテナ装置の製造方法、及び無線装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、アンテナ装置、アンテナ装置の製造方法、及び無線装置に関する。

従来、アンテナ素子と容量結合する無給電素子を備えることでアンテナ装置を小型化する技術が知られている。

しかしながら、従来のアンテナ装置では、アンテナ装置をさらに小型化するために、アンテナ素子を基板に近づけると、インピーダンスの整合が取れる帯域が非常に狭くなってしまう。そのため、インピーダンスの整合が取れる帯域を確保しつつ、アンテナ装置をさらに小型化することが難しいという問題があった。

特許第４０６３８３３号公報

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、インピーダンスの整合が取れる帯域を確保しつつ、装置の小型化・薄型化を可能とするアンテナ装置、アンテナ装置の製造方法、及び無線装置を提供することを目的とする。

実施形態のアンテナ装置は、直線状の辺を有する有限地板と、有限地板と対向し、有限地板の辺に対応する辺の長さが略８分の１波長以下である第１導体板と、一端が第１導体板の辺に接続され、他端が有限地板の辺の一端部に短絡される導体線と、を備える。また、アンテナ装置は、有限地板と対向し、有限地板の辺に対応する辺の長さが略８分の１波長以下であり、第１導体板と容量結合するように近接配置される第２導体板と、一端が第２導体板の辺に接続され、他端が有限地板の辺の他端部に接続される給電線と、を備える。

第１実施形態にかかるアンテナ装置の構成を示す図。 第１実施形態にかかるアンテナ装置の構成を示す図。 第１実施形態にかかるアンテナ装置の構成を示す図。 第１実施形態にかかるアンテナ装置の動作原理を説明する図。 第１実施形態にかかるアンテナ装置の動作原理を説明する図。 第１実施形態にかかるアンテナ装置の動作原理を説明する図。 第１実施形態にかかるアンテナ装置の動作原理を説明する図。 第１実施形態にかかるアンテナ装置の動作原理を説明する図。 第１実施形態にかかるアンテナ装置の変形例１を示す図。 第２実施形態にかかるアンテナ装置の構成を示す図。 第２実施形態にかかるアンテナ装置の構成を示す図。 第２実施形態にかかる無線装置の構成を示す図。 第２実施形態にかかる無線装置の構成を示す図。 第２実施形態にかかる無線装置の周波数特性を示す図。 第２実施形態にかかる無線装置を示す図。 第２実施形態にかかる無線装置の放射効率及び指向性を示す表。 第２実施形態にかかる無線装置の放射特性を示す図。 第２実施形態にかかる無線装置の放射特性を示す図。 第２実施形態にかかる無線装置の放射特性を示す図。 第２実施形態にかかる無線装置を指に装着した例を示す図。 第２実施形態にかかるアンテナ装置の変形例２を示す図。 第３実施形態にかかる無線装置の構成を示す図。 第４実施形態にかかる無線装置の構成を示す図。 第４実施形態にかかる無線装置の他の例を示す図。 第４実施形態にかかる無線装置の他の例を示す図。 第４実施形態にかかるアンテナ装置の変形例３を示す図。 第４実施形態にかかるアンテナ装置の変形例４を示す図。 第４実施形態にかかるアンテナ装置の変形例４を示す図。 第５実施形態にかかるアンテナ装置の構成を示す図。 第５実施形態にかかるアンテナ装置の構成を示す図。 第６実施形態にかかるアンテナ装置の構成を示す図。 第７実施形態にかかるアンテナ装置の構成を示す図。 第７実施形態にかかるアンテナ装置の拡大図。 第７実施形態にかかるアンテナ装置の構成を示す図。 第７実施形態にかかるアンテナ装置の拡大図。 第８実施形態にかかるアンテナ装置の構成を示す図。 第８実施形態にかかるアンテナ装置の構成を示す図。 第８実施形態にかかるアンテナ装置の構成を示す図。 第８実施形態にかかるアンテナ装置の製造方法を示す図。 第８実施形態にかかるアンテナ装置の製造方法を示す図。 第８実施形態にかかるアンテナ装置の製造方法を示す図。 第８実施形態にかかるアンテナ装置の製造方法を示す図。 第９実施形態にかかるアンテナ装置の構成を示す図。 第９実施形態にかかるアンテナ装置の構成を示す図。 第９実施形態にかかるアンテナ装置の等価回路を示す図。 第９実施形態にかかるアンテナ装置の等価回路を示す図。 第９実施形態にかかるアンテナ装置の構成を示す図。 変形例５にかかるアンテナ装置を示す図。 変形例５にかかるアンテナ装置を示す図。 変形例５にかかるアンテナ装置を示す図。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態にかかるアンテナ装置１０の構成を示す図である。なお、説明をわかりやすくするため、図１には、図中上向きを正方向とし、図中下向きを負方向とするＹ軸を含む３次元の直交座標系を図示している。かかる直交座標系は、以下の説明に用いる他の図面においても示す場合がある。

ここで、図１Ａは本実施形態に示すアンテナ装置１０をＺ軸方向からみた上面図である。また、図１Ｂはアンテナ装置１０をＸ軸方向からみた側面図であり、図１Ｃはアンテナ装置１０をＹ軸方向からみた側面図である。

アンテナ装置１０は、有限地板１００、第１導体板２１０、第２導体板２２０、導体線３００、及び給電線４００を有する。

有限地板１００は、直線状の辺１００ａを有する長さＬｇ、幅Ｗｇの矩形の導体板である。また、第１、第２導体板２１０、２２０は、有限地板１００と対向するように配置される。第２導体板２２０は、第１導体板２１０と容量結合するように、ギャップＧ離して近接配置される。

また、第１、第２導体板２１０、２２０は、直線状の辺２１０ａ、２２０ａをそれぞれ有する長さＷの略正方形の導体板である。第１、第２導体板２１０、２２０の、有限地板１００の辺１００ａに対応する辺の長さＷは、それぞれ略８分の１波長以下となる。

ここで、有限地板１００の辺１００ａに対応する辺とは、辺１００ａと平行で、辺１００ａに最も近い辺を指す。図１の例では、辺１００ａに対応する第１導体板２１０の辺は、辺２１０ａであり、辺１００ａに対応する第２導体板２２０の辺は、辺２２０ａである。

導体線３００及び給電線４００は、長さＨの導電性の線路である。導体線３００は、一端が第１導体板２１０の辺２１０ａに接続され、他端が有限地板１００の辺１００ａの一端部３２０に短絡される。本実施形態では、導体線３００の一端は、辺２１０ａの一端部３１０に接続される。

給電線４００は、一端が第２導体板２２０の辺２２０ａに接続され、他端が有限地板１００の辺１００ａの一端部４２０に接続される。本実施形態では、給電線４００の一端は、辺２２０ａの一端部４１０に接続される。

ここで、一端部４２０は、例えば無線部（図示せず）の信号線と接続され、給電点として動作する。また、第２導体板２２０は、アンテナ素子として動作し、第１導体板２１０は、無給電素子として動作する。

導体線３００及び給電線４００は、有限地板１００と略直交するように接続される。したがって、第１、第２導体板２１０、２２０の有限地板１００からの高さは、導体線３００及び給電線４００の長さＨとほぼ等しくなる。

図２を用いて、アンテナ装置１０の動作原理、及び辺２１０ａ、２２０ａの長さＷについて説明する。図２Ａは、アンテナ装置１０の動作原理を説明する上面図であり、図２Ｂは、側面図である。なお、図２中の曲線Ｃ１、Ｃ２は、アンテナ装置１０、１０Ａに流れる電流分布を示す。

図２に示すアンテナ装置１０Ａは、長さがＬｇｃ（＝２×Ｌｇ）、幅が無限の地板１００Ａを有する。なお、図２に示すアンテナ装置１０Ａは、図１のアンテナ装置１０をＺ軸周りに９０度回転させたものと対応する。

アンテナ装置１０Ａは地板１００Ａの直線Ｂ上に配置した導体パッチ２２０Ａを有する。さらに、アンテナ装置１０Ａは導体パッチ２２０Ａと地板１００Ａとを接続する給電線４００Ａと、給電点４２０Ａを有する。なお、図２Ａに示す直線Ｂは、地板１００Ａの長さＬｇｃを二等分する線であり、直線Ａ１は給電線４００Ａを通り、直線Ｂと直交する線である。

また、アンテナ装置１０Ａは、直線Ｂ上であって、導体パッチ２２０Ａの両側に一列に配列した複数の導体パッチ２１０Ａと、複数の導体パッチ２１０Ａと地板１００Ａとをそれぞれ短絡する複数の導体線３００Ａとを有する。

導体バッチ２１０Ａ、２２０Ａは、一辺の長さがＬｃ（＝２×Ｗ）の略正方形の導体板である。また、導体線３００Ａ及び給電線４００Ａの一端は、導体バッチ２１０Ａ、２２０Ａのほぼ中心に接続される。

このように、図２に示すアンテナ装置１０Ａは、１×Ｎ（Ｎ＝１，２，・・・）のマッシュルーム型ＥＢＧ構造の基板のうち、ひとつの導体パッチ２２０Ａを直接励振させることで、導体パッチ２２０Ａをアンテナ素子として動作させるものである。

無限周期のマッシュルーム型ＥＢＧ構造の基板は、原理的に高インピーダンス基板として動作することが知られている。したがって、図２に示すアンテナ装置１０Ａも高インピーダンス基板として動作する。

ここで、アンテナ装置１０Ａが、中心周波数ｆｃ（波長λｃ）にバンドギャップを有し、表面インピーダンスがＺｓ（ｆ）（Ｚｓ（ｆ→ｆｃ）→∞）である場合について考える。

図２Ｃに示すように、アンテナ装置１０Ａを、直線Ｂを通る面で半分に分割する。アンテナ装置１０Ａは直線Ｂに対して対称な構造であるため、分割後のアンテナ装置１０Ａの表面インピーダンスは概ねＺｓ（ｆ）／２となる。

次に、図２Ｄに示すように、アンテナ装置１０Ａを、直線Ａ１を通る面でさらに半分に分割する。アンテナ装置１０Ａは直線Ａ１に対して対称な構造であるため、分割後のアンテナ装置１０Ａの表面インピーダンスは概ねＺｓ（ｆ）／４となる。

図２Ｅに示すように、アンテナ装置１０Ａを、直線Ａ２で通る面でさらに分割し、周期構造のアンテナ装置１０Ａから単位セルサイズのアンテナ装置１０を切り出す。なお、直線Ａ２は、給電線４００Ａと隣接する導体線３００Ａを通り、直線Ａ１と略平行な直線である。

ここで、アンテナ装置１０の電流分布を説明する。まず、図２Ｂに示すように、アンテナ装置１０Ａの電流分布Ｃ１は、導体パッチ２１０Ａ、２２０Ａの中心部を腹、両端部を節とする分布となる。

アンテナ装置１０Ａから単位セルサイズのアンテナ装置１０を切り出すと、アンテナ装置１０Ａに流れる電流を腹のところで切り出すことになる。したがって、図２Ｅに示すアンテナ装置１０に流れる電流分布Ｃ２は、図２Ｂに示すアンテナ装置１０Ａの電流分布Ｃ１のうち、腹から腹までの２分の１波長分を切り出した電流分布とほぼ等しくなる。

このように、アンテナ装置１０Ａから単位セルサイズのアンテナ装置１０を切り出しても、アンテナ装置１０の電流分布Ｃ２は、アンテナ装置１０Ａの電流分布Ｃ１とほぼ同じ周期を保つ。

アンテナ装置１０のインピーダンスの説明に戻る。切り出した単位セルサイズのアンテナ装置１０の導体パッチ２２０Ａを直接励振する場合、アンテナ装置１０の入力インピーダンスＺｉｎ（ｆ）は、Ｚｉｎ（ｆ）＝Ｚｓ（ｆ）／４〜Ｚｓ（ｆ）／６程度となる。

アンテナ装置１０を、動作周波数ｆ０（波長λ０）で入力インピーダンスＺｉｎ（ｆ０）が５０Ωとなるように整合させるには、アンテナ装置１０の表面インピーダンスＺｓをＺｓ（ｆ０）＝２００〜３００Ωとなるようにすればよい。

アンテナ装置１０の動作周波数ｆ０及び中心周波数ｆｃをｆ０≦ｆｃ（λｃ≦λ０）の範囲に設定すると、アンテナ装置１０は、この整合条件を満たす。また、アンテナ装置１０の帯域幅を考慮すると、整合条件を満たす範囲は、概ねｆｃ／２≦ｆ０の範囲となる。したがって、整合条件を満たすアンテナ装置１０の中心波長λｃの範囲は、λ０／２≦λｃ≦λ０となる。

ストップバンドが得られる中心周波数ｆｃでは、単位セルで位相が反転する（位相量φ＝π）位相条件を満たすため、原理的には、アンテナ装置１０Ａの単位セル、すなわち導体パッチ２１０Ａ、２２０Ａの電気長はλｃ／２となる。

実際には、構造による位相遅延と、表面インピーダンスＺｓ（ｆ０）＝２００〜３００Ωとなる動作帯域幅とを考慮すると、導体パッチ２１０Ａ、２２０Ａの物理長Ｌｃは、λｃ／４程度となる。これを、上述した中心波長λｃの範囲λ０／２≦λｃ≦λ０にあてはめると、λ０／２≦４×Ｌｃ≦λ０、すなわちλ０／８≦Ｌｃ≦λ０／４となる。

ここで、アンテナ装置１０の第１、第２導体板２１０、２２０の辺２１０ａ、２２０ａの長さＷは、導体パッチ２１０Ａ、２２０Ａの長さＬｃの２分の１（Ｗ＝Ｌｃ／２）である。したがって、辺２１０ａ、２２０ａの長さＷの範囲は、λ０／８≦２×Ｗ≦λ０／４、すなわち、λ０／１６≦Ｗ≦λ０／８となる。

このように、本実施形態のアンテナ装置１０では、第１、第２導体板２１０、２２０の辺２１０ａ、２２０ａの長さＷを、それぞれ略８分の１波長以下とすることで、アンテナ装置の整合を取ることができる。また、アンテナ装置１０の帯域幅を考慮する場合は、辺２１０ａ、２２０ａの長さＷをそれぞれ略１６分の１波長以上とすればよい。

上述したように、アンテナ装置１０は、入力インピーダンスＺｉｎ（ｆ０）が５０Ωとなるように整合を取りつつ、辺２１０ａ、２２０ａの長さＷを略８分の１波長以下とすることができ小型のアンテナ装置となる。

さらに、マッシュルーム型ＥＢＧ構造の基板は、基板の高さＨが、動作波長λ０と比較して低姿勢（Ｈ＜＜λｃ＜λ０）である。したがって、本実施形態のアンテナ装置１０の高さＨも、動作波長λ０と比較して低姿勢となる。

このように、本実施形態にかかるアンテナ装置１０は、インピーダンスの整合が取れる帯域を確保しつつ、アンテナ装置を小型化することができる。

また、アンテナ装置１０の第１、第２導体板２１０、２２０は、有限地板１００と対向するように配置するため、有限地板１００の投影面からはみ出さない。したがって、例えばアンテナ装置１０を筐体に収容する場合、かかる筐体を小型化することができる。

（変形例１）
図３を用いて、第１実施形態にかかる変形例１を説明する。図３に示すアンテナ装置１１は、第１、第２導体板２１１、２２１を除き、アンテナ装置１０と同じである。なお、第１実施形態と同じ構成要素には同一符号を付し説明を省略する。

本変形例にかかるアンテナ装置１１は、第１、第２導体板２１１、２２１を有する。第１、第２導体板２１１、２２１は、長さＬ１、幅Ｗの長方形の導体板である。

このように、第１、第２導体板２１１、２２１の形状は、正方形に限らず長方形であってもよい。この場合、アンテナ装置１１の動作周波数ｆ０（波長λ０）とすると、長さＬ１、幅Ｗが、λ０／１６≦Ｗ≦λ０／８及びλ０／１６≦Ｌ１≦λ０／８を満たしていればよい。

なお、本変形例では、第１、第２導体板２１１、２２１の長さＬ１が、幅Ｗより長い（Ｌ１＞Ｗ）場合について示したが、逆（Ｌ１＜Ｗ）であってもよい。

（第２実施形態）
図４は、第２実施形態にかかるアンテナ装置１２の構成を示す図である。図４Ａは本実施形態に示すアンテナ装置１２をＺ軸方向からみた上面図である。また、図４Ｂはアンテナ装置１２をＸ軸方向からみた側面図である。なお、第１実施形態と同じ構成要素には同一符号を付し説明を省略する。

本実施形態にかかるアンテナ装置１２は、第１、第２導体板２１２、２２２を有する。第１導体板２１２は、長さＬ１、幅Ｗ１の長方形の導体板である。第１導体板２１２は、直線状の辺２１２ａを有する。辺２１２ａは、有限地板１００の辺１００ａに対応する辺であり、長さＷ１は、λ０／１６≦Ｗ１≦λ０／８（λ０はアンテナ装置１２の動作波長）を満たす。

第２導体板２２２は、長さＬ１、幅Ｗ２（Ｗ２＜Ｗ１）の長方形の導体板である。また、第２導体板２２２は、直線状の辺２２２ａを有する。辺２２２ａは、有限地板１００の辺１００ａに対応する辺であり、長さＷ２は、λ０／１６≦Ｗ２≦λ０／８（λ０はアンテナ装置１２の動作波長）を満たす。また、第１、第２導体板２１２、２２２の長さＬ１は、λ０／１６≦Ｌ１≦λ０／８を満たす。

次に、図５及び図６を用いて、アンテナ装置１２を無線装置１に搭載した場合について説明する。ここでは、アンテナ装置１２を搭載した例を説明するが、第１実施形態及び変形例１にかかるアンテナ装置１０、１１、あるいは後述する実施形態にかかるアンテナ装置を搭載してもよい。

図５は無線装置１の斜視図であり、図６は第１、第２導体板２１２、２２２、導体線３００及び給電線４００を除いた無線装置１の斜視図である。

図５及び図６に示すように、無線装置１は、アンテナ装置１２、無線部５１０及び電池５２０を有する。

アンテナ装置１２の有限地板１００は、一般的な回路基板で構成され、無線部５１０や図示しない回路のグランドとしても動作する。

無線部５１０は、有限地板１００上に配置される。また、無線部５１０は、第１導体板２１２又は第２導体板２２２の少なくとも一方と有限地板１００との間に配置される。本実施形態では、無線部５１０は、第１導体板２１２及び第２導体板２２２と有限地板１００との間に配置される。

無線部５１０は、アンテナ装置１２の給電部４２０と信号線（図示せず）で接続されており、アンテナ装置１２を介して無線通信を行う。

電池５２０は、有限地板１００上に配置され、無線部５１０に電力を供給する。本実施形態では、電池５２０は、第１、第２導体板２１２、２２２及び無線部５１０が配置されていない有限地板１００上に配置されている。

なお、電池５２０は、無線部５１０だけでなく、その他の回路や装置（図示せず）に電力を供給してもよい。あるいは、電池５２０を有限地板１００上に配置せず、無線装置１の外部に設けるようにしてもよい。

ここで、無線部５１０を第１、第２導体板２１２、２２２の少なくとも一方と有限地板１００との間に配置することができる理由について説明する。これは、第１実施形態でも述べたように、アンテナ装置１２が、ＥＢＧ構造の基板から単位セルサイズの基板を切り出した構成を有するためである。

ＥＢＧ構造の基板は、地板に電流が流れにくいことを特徴とする。したがって、ＥＢＧ構造の基板から単位セルサイズの基板を切り出した構造を持つアンテナ装置１２も同様に有限地板１００に電流が流れにくいという特徴を有する。

従来のアンテナ装置は、アンテナ直下に大きな電流が流れるため、かかるアンテナ直下に回路を配置することができなかった。したがって、有限地板上にアンテナ装置と回路とをそれぞれ個別に配置する必要があり、無線装置の小型化・薄型化が難しかった。

ところが、本実施形態にかかるアンテナ装置１２は、アンテナ直下の有限地板１００に電流が流れにくいという特徴を有するため、無線部５１０等の電流の影響を受ける部品をアンテナ直下に搭載することができ、無線装置１を小型化・薄型化することができる。

続いて、図７及び図８を用いて、アンテナ装置１２を搭載した無線装置１の周波数特性を説明する。図７は、無線装置１のシミュレーション結果を示す図である。

図７の点線は、自由空間での無線装置１の周波数特性を示す。図７の直線は、図８に示すように、無線装置１が人体を模擬した箱型のファントム６００上に存在する場合での無線装置１の周波数特性を示す。

ここで、有限地板１００の長さＬｇをＬｇ＝４０ｍｍ、幅ＷｇをＷｇ＝２０ｍｍとする。また、第１導体板２１２の幅Ｗ１をＷ１＝１０．７１ｍｍ、第２導体板２２２の幅Ｗ２をＷ２＝８．６４ｍｍとする。

第１、第２導体板２１２、２２２の長さＬ１をＬ１＝１３ｍｍ、ギャップＧをＧ＝０．６５ｍｍ、第１、第２導体板２１２、２２２の高さＨをＨ＝２ｍｍとする。また、アンテナ装置１２の中心動作周波数ｆ０をｆ０＝２４５０ＭＨｚとする。

図７の点線より、自由空間では、中心動作周波数ｆ０付近で、無線装置１に搭載したアンテナ装置１２の整合が取れていることがわかる。また、図７の直線に示すように、有限地板１００の第１、第２導体板２１２、２２２を配置した面と反対側にファントム６００を配置した場合であっても、中心動作周波数ｆ０付近で整合が取れている。

このように、本実施形態にかかるアンテナ装置１２は、自由空間における周波数特性と、ファントム６００が存在する場合における周波数特性とを比較すれば明らかなように、整合が取れる中心周波数のずれが小さい。したがって、本実施形態に示す無線装置１は、ファントム６００有無といった周辺環境の変化による整合特性の変動を小さくすることができる。

次に、図９及び図１０を用いて、無線装置１の放射特性を説明する。なお、無線装置１の各寸法及び動作周波数は、図７に示す周波数特性を測定した場合と同じである。

図９は、放射効率及び指向性を示す表である。図１０は、無線装置１の放射特性をシミュレーションによって測定した結果を示す図である。

図１０Ａは、図８に示すようにファントム６００上に無線装置１が存在する場合の放射特性を示す図である。図１０Ｂは、図１０Ａの点線を通る平面（φ＝０度）での放射特性を示す図である。また、図１０Ｃは、図１０Ａの一点鎖線を通る平面（θ＝９０度）での放射特性を示す図である。

図９に示すように、無線装置１のアンテナ装置１２の放射効率は、−８．０３ｄＢとなる。また、図９及び図１０から、無線装置１の最大指向性は、地板直上方向（Ｚ軸負方向）からＸ軸に約３０度傾いた方向（θ≒３０度）を向き、最大値５．６３ｄＢであることがわかる。

また、図９から、θ＝９０度平面における最大指向性は最大値が１．９４ｄＢであり、平均値が−０．５３ｄＢであることがわかる。また、図１０Ｃから、θ＝９０度平面すなわち有限地板１００と同一平面内への放射が良好であることがわかる。これは、有限地板１００と略垂直な導体線３００及び給電線４００に電流が集中し、かかる導体線３００及び給電線４００が主放射源となっているためである。

上述したように、本実施形態にかかる無線装置１は、小型で有り、さらに有限地板１００と同一平面内への放射が良好であることから、人体表面（Ｏｎ−ｂｏｄｙ）通信への応用に適している。この点について図１１を用いて説明する。

図１１に示すように、Ｏｎ−ｂｏｄｙ通信として、無線装置１を指に装着する場合を例に説明する。例えば、無線装置１を指輪（図示せず）に搭載し、かかる指輪を指に装着することで、無線装置１を指に装着する。あるいは、ベルトを用いて無線装置１を指に装着してもよい。

指に装着した無線装置１と、例えば胸に装着した無線装置１（図示せず）同士が通信を行う場合を考える。歩行時など指及び胸に装着した無線装置１同士が対面することは少ない。一方、無線装置１を胸に装着する場合は人間の顔の向きと有限地板１００を含む平面とが略垂直になると考えると、有限地板１００と略同一平面上を指に装着した無線装置１が通過する場合が増える。このように、Ｏｎ−ｂｏｄｙ通信の場合、一般的な無線通信と比べて略同一平面上にある無線装置１同士が通信を行う場合が増える。

本実施形態にかかる無線装置１は、小型であるため、人体に装着しやすい。また有限地板１００と同一平面内への放射が良好であることから人体に装着しても他の無線装置との通信を良好に行うことができる。

以上のように、本実施形態にかかるアンテナ装置１２によれば、第１実施形態と同様な効果が得られる。さらに、第１、第２導体板２１２、２２２の幅Ｗ１、Ｗ２を異なる長さとすることで、第１、第２導体板２１２、２２２のサイズに起因する位相遅延量を調整することができる。これにより、アンテナ装置１２のインピーダンスを調整することができる。

アンテナ装置１２のインピーダンスを調整することができると、例えば、アンテナ装置１２の近くに回路等を配置することで整合条件が変化した場合であっても、アンテナ装置１２の整合を取ることができる。

また、第２実施形態にかかる無線装置１は、アンテナ装置１２を搭載することで、インピーダンスの整合が取れる帯域を確保しつつ、無線装置１の小型化を可能とする。

さらに、第１導体板２１２又は第２導体板２２２の少なくとも一方と有限地板１００との間に、例えば無線部５１０等の回路を配置することができるため、無線装置１をより小型化・薄型化することができる。

なお、本実施形態では、アンテナ装置１２の第１導体板２１２の幅Ｗ１が第２導体板２２２の幅Ｗ２より長い（Ｗ１＞Ｗ２）場合について説明したが、第１導体板２１２の幅Ｗ１が第２導体板２２２の幅Ｗ２と異なる長さであればよい。したがって、第１導体板２１２の幅Ｗ１が第２導体板２２２の幅Ｗ２より短く（Ｗ１＜Ｗ２）てもよい。

（変形例２）
図１２に、第２実施形態にかかるアンテナ装置１２の変形例２を示す。第２実施形態のアンテナ装置１２では、第１、第２導体板２１２、２２２の幅Ｗ１、Ｗ２のみを異なる長さとしたが、本変形例のアンテナ装置１３では、第１、第２導体板２１４、２２４の長さＬ１、Ｌ２も異なる長さとしている。それ以外の構成要素は、第２実施形態と同じであるため、同一符号を付し説明を省略する。

図１２に示すように、第１導体板２１４は、幅Ｗ１、長さＬ１の長方形の導体板である。また、第２導体板２２４は、幅Ｗ２（Ｗ１＞Ｗ２）、長さＬ２の長方形の導体板である。

第１導体板２１４の第２導体板２２４に近接する辺２１４ｂの長さＬ１は、第２導体板２２４の第１導体板２１４に近接する辺２２４ｂの長さＬ２より長い。なお、ここでは、辺２１４ｂ、２２４ｂの長さＬ１、Ｌ２が、Ｌ１＞Ｌ２であるとしたが、Ｌ１＜Ｌ２であってもよい。

このように、第１、第２導体板２１４、２２４の幅Ｗ１、Ｗ２だけでなく、長さＬ１、Ｌ２の長さが異なるように調整することで、アンテナ装置１３の整合をより取りやすくすることができる。

なお、本変形例では、第１、第２導体板２１４、２２４の幅Ｗ１、Ｗ２及び長さＬ１、Ｌ２の両方を異なる長さとしたが、幅Ｗ１、Ｗ２を等しくし、長さＬ１、Ｌ２をそれぞれ異なる長さにしてもよい。

（第３実施形態）
図１３に、第３実施形態にかかるアンテナ装置１４を示す。本実施形態にかかるアンテナ装置１４は、有限地板１６０の形状を除き、第２実施形態のアンテナ装置１２と同じであるため、同一構成要素には同一符号を付し説明を省略する。

図１３の有限地板１６０は、直線状の辺１６０ａを有する多角形状を有する。具体的には、有限地板１６０は、矩形の導体板のうち隣接する２つの角部を落とした６角形状を有する。また、有限地板１６０は、辺１６０ｂに幅Ｗｎ、長さＬｎの切り込み１５１を有する。

ここで、有限地板１６０を多角形状とする、あるいは辺に切り込みを入れる効果について説明する。アンテナ装置１４は、有限地板１６０と第１、第２導体板２１２、２２２との間を電波が伝搬することで、電波の送受信を行う。これは、近似的に２枚の平行平板を電波が伝搬する状態として考えられる。

したがって、有限地板１６０の形状や寸法を調整することで、相対的に第１、第２導体板２１２、２２２の寸法を調整することになる。これにより、有限地板１６０の形状や寸法を調整することで、第１、第２導体板２１２、２２２の位相遅延量を調整することができ、アンテナ装置１４のインピーダンスを調整することができる。

以上のように、本実施形態にかかるアンテナ装置１４は、第２実施形態と同様の効果が得られるとともに、有限地板１６０の形状を調整することでアンテナ装置１４のインピーダンスを調整することができる。

なお、図１３では、すべての辺が直線状である多角形の有限地板１６０を示したが、一端部が導体線３００に接続され、多端部が給電線４００に接続される直線状の辺１６０ａを有していれば、それ以外の辺は任意の数及び形状としてよい。

また、切り込み１５１を入れる辺は、辺１６０ｂに限られない。直線状の辺１６０ａを除く辺であれば、どの辺であってもよい。また複数の切り込み１５１を有限地板１６０に設けてもよい。

また、例えば有限地板１６０上に種々の部品や回路を実装する場合や製造上の制約によって、有限地板１６０を矩形以外の形状とする必要があり、有限地板１６０に電気的非対称性が存在する場合がある。

このような場合であっても、第１、第２導体板２１２、２２２の寸法を他の実施形態や他の変形例のように変更することでアンテナ装置１４のインピーダンスを調整することができる。

このように、有限地板１６０、あるいは第１、第２導体板２１２、２２２の形状や寸法を調整することで、アンテナ装置１４のインピーダンスを調整することができるため、アンテナ装置１４の設計の自由度を高めることができる。

なお、本実施形態では、第２実施形態のアンテナ装置１２の有限地板１００の形状を変更した場合について説明したが、同様に他の実施形態や他の変形例にかかるアンテナ装置の有限地板の形状を変更してもよい。

（第４実施形態）
図１４に、第４実施形態にかかるアンテナ装置１５を示す。本実施形態にかかるアンテナ装置１５は、第１、第２導体板２１５、２２５がテーパー部２１５Ｂ、２２５Ｂを有する点を除き、第２実施形態のアンテナ装置と同じ構成要素を有する。したがって、第２実施形態と同じ構成要素には同一符号を付し説明を省略する。

図１４に示すように、第１、第２導体板２１５、２２５の少なくとも一方は、第１、第２導体板２１５、２２５の互いに近接する辺２１５ｂ、２２５ｂと対向する側がテーパー状に形成されている。

具体的には、第１導体板２１５は、矩形導体部２１５Ａと、直角三角形状のテーパー部２１５Ｂを有する。また、第１導体板２１５は、有限地板１００の辺１００ａに対応する辺２１５ａと、辺２１５ａに対向する辺２１５ｃを有する。

テーパー部２１５Ｂは、矩形導体部２１５Ａの辺２１５ｂと対向する辺を底辺とし、テーパーを斜辺とする直角三角形状を有する。なお、矩形導体部２１５Ａは、図４に示す第１導体板２１２と同じであるため説明を省略する。

また、第１導体板２１５は、矩形導体部２１５Ａの一辺とテーパー部２１５Ｂの一辺とをあわせて、辺２１５ｃを構成する。したがって、第１導体板２１５の辺２１５ｃの長さＷ３は、辺２１５ａの長さＷ１より長くなる（Ｗ３＞Ｗ１）。

次に、第２導体板２２５は、矩形導体部２２５Ａと、直角三角形状のテーパー部２２５Ｂを有する。また、第２導体板２２５は、有限地板１００の辺１００ａに対応する辺２２５ａと、辺２２５ａに対向する辺２２５ｃを有する。

テーパー部２２５Ｂは、矩形導体部２２５Ａの辺２２５ｂと対向する辺を底辺とし、テーパーを斜辺とする直角三角形状を有する。なお、矩形導体部２２５Ａは、図４に示す第２導体板２２２と同じであるため説明を省略する。

また、第２導体板２２５は、矩形導体部２２５Ａの一辺とテーパー部２２５Ｂの一辺とをあわせて、辺２２５ｃを構成する。したがって、第２導体板２２５の辺２２５ｃの長さＷ４は、辺２２５ａの長さＷ２より長くなる（Ｗ４＞Ｗ２）。

なお、辺２１５ｃの長さＷ３及び辺２２５ｃの長さＷ４は、それぞれアンテナ装置１５の動作周波数ｆ０（波長λ０）に対して、λ０／１６≦Ｗ３≦λ０／８、λ０／１６≦Ｗ４≦λ０／８を満たす。

図１５に第４実施形態にかかるアンテナ装置１５の別の例を示す。図１５に示すように、第１、第２導体板２１５、２２５は、矩形導体部２１５Ａ、２２５Ａの一辺とテーパー部２１５Ｂ、２２５Ｂの一辺とをあわせて、辺２１５ａ、２２５ａをそれぞれ構成する。

この場合、導体線３００の一端は、辺２１５ａの一端部ではなく、辺２１５ａ上の接続部３１５に接続される。同様に、給電線４００の一端は、辺２２５ａの一端部ではなく、辺２２５上の接続部４１５に接続される。

このように、辺２１５ａ、２２５ａの長さＷ１、Ｗ２を、辺２１５ｃ、２２５ｃの長さＷ３、Ｗ４より長く（Ｗ１＞Ｗ３、Ｗ２＞Ｗ４）してもよい。

続いて、図１６に第４実施形態にかかるアンテナ装置１５の別の例を示す。図１６に示すように、第１、第２導体板２１５、２２５のテーパー部２１５Ｂ、２２５Ｂは、テーパーを２カ所に有する。

このように、テーパー部２１５Ｂ、２２５Ｂの形状は、直角三角形に限られず、矩形導体部２１５Ａ、２２５Ａの一辺を底辺とする三角形状としてもよい。

この場合、第１導体板２１５の辺２１５ｂからテーパー部２１５Ｂの頂点までの長さＷ３が、辺２１５ａの長さＷ１より長くなる（Ｗ１＜Ｗ３）。また、第２導体板２２５の辺２２５ｂからテーパー部２２５Ｂの頂点までの長さＷ４が、辺２２５ａの長さＷ２より長くなる（Ｗ２＜Ｗ４）。

なお、テーパー部２１５Ｂ、２２５Ｂの高さ（Ｗ３−Ｗ１、Ｗ４−Ｗ２）は、それぞれ動作周波数の１０分の１波長以下程度であればよい。

以上のように、第４実施形態にかかるアンテナ装置１５は、第２実施形態と同様の効果が得られるとともに、第１、第２導体板２１５、２２５にテーパー部２１５Ｂ、２２５Ｂを設けることで、アンテナ装置１５を広帯域化することができる。これは、第１、第２導体板２１５、２２５にテーパー部２１５Ｂ、２２５Ｂを設けることで、アンテナ装置１５の伝搬状態が多様化、すなわち伝搬モードが増加するためである。

なお、矩形導体部２１５Ａ、２２５Ａとテーパー部２１５Ｂ、２２５Ｂは、それぞれ別の導体板を接続して形成してもよく、また一体形成してもよい。

（変形例３）
図１７に、第４実施形態にかかるアンテナ装置１５の変形例３を示す。図１７に示すアンテナ装置１８は、第１、第２導体板２１６、２２６が、矩形の凸部２１６Ｂ、２２６Ｂを有する点を除き、アンテナ装置１５と同じである。

図１７に示すように、第１、第２導体板２１６、２２６の少なくとも一方は、第１、第２導体板２１６、２２６の互いに近接する辺２１５ｂ、２２５ｂと対向する側に凸部２１６Ｂ、２２６Ｂが形成されている。

第１導体板２１６の凸部２１６Ｂは、矩形状を有する。また、第１導体板２１６は、矩形導体部２１５Ａの一辺と凸部２１６Ｂの一辺とをあわせて、辺２１６ｃを構成する。

第２導体板２２６の凸部２２６Ｂは、矩形状を有する。また、第２導体板２２６は、矩形導体部２２５Ａの一辺と凸部２２６Ｂの一辺とをあわせて、辺２２６ｃを構成する。

このように、三角形状のテーパー部２１５Ｂ、２２５Ｂの代わりに矩形の凸部２１６Ｂ、２２６Ｂを用いても、アンテナ装置１８を広帯域化することができる。

なお、本変形例では凸部２１６Ｂ、２２６Ｂを、辺２１６ｃ、２２６ｃ側に設けているが、辺２１５ａ、２２５ａ側に設けてもよく、中央に設けてもよい。

（変形例４）
図１８に、第４実施形態にかかるアンテナ装置１５の変形例４を示す。図１８に示すアンテナ装置１９は、第１、第２導体板２１７、２２７が、三角形状のテーパー部２１７Ｂ、２２７Ｂを有する点を除き、アンテナ装置１５と同じである。

図１８に示すように、第１、第２導体板２１７、２２７の少なくとも一方は、辺１００ａに対応する第１、第２導体板２１５、２２５の辺２１５ａ、２２５ａと対向する側がテーパー状に形成されている。

第１導体板２１７のテーパー部２１７Ｂは、直角三角形状を有する。また、第１導体板２１７は、矩形導体部２１５Ａの一辺とテーパー部２１７Ｂの一辺とをあわせて、辺２１７ｄを構成する。

第２導体板２２７のテーパー部２２７Ｂは、直角三角形状を有する。また、第２導体板２２７は、矩形導体部２２５Ａの一辺とテーパー部２２７Ｂの一辺とをあわせて、辺２２７ｄを構成する。

この場合、第１、第２導体板２１７、２２７の辺２１７ｄ、２２７ｄの長さＬ１が、辺２１５ｂ、２２５ｂの長さＬ２より長くなる（Ｌ１＞Ｌ２）。なお、テーパー部２１７Ｂ、２２７Ｂの高さ（Ｌ１−Ｌ２）は、動作周波数の１０分の１波長以下程度であればよい。

なお、第１、第２導体板２１７、２２７の互いに近接する辺２１５ｂ、２２５ｂの長さＬ２が、辺２１５ｂ、２２５ｂと対向する辺２１７ｄ、２２７ｄの長さＬ１より長くなる（Ｌ１＜Ｌ２）ようにしてもよい。

さらに、テーパー部２１７Ｂ、２２７Ｂは、三角形状に限られない。図１９に示すように、テーパー２１７ｃ、２２７ｃを曲線としてもよい。これは、図１４乃至図１６に示すアンテナ装置１５のテーパー部２１５Ｂ、２２５Ｂも同様である。また、図１７に示す凸部２１６Ｂ、２２６Ｂの辺を曲線としてもよい。

なお、図１９は、電池５２０を有する無線装置２にアンテナ装置１９を搭載した例を示している。図１９では、電池５２０の形状に沿って、テーパー２１７ｃ、２２７ｃを曲線としている。このように、第１、第２導体板２１７、２２７の形状を無線装置２に搭載した部品の形状に合わせることができる。なお、図１９では図示を省略しているが、無線装置２が無線部５１０等の回路部を有するようにしてもよい。

テーパー部２１５Ｂ、２１７Ｂ、２２５Ｂ、２２７Ｂ又は凸部２１６Ｂ、２２６Ｂは、第１導体板２１５〜２１７、第２導体板２２５〜２２７のいずれか一方のみに設けるようにしてもよい。

また、テーパー部２１５Ｂ、２１７Ｂ、２２５Ｂ、２２７Ｂ又は凸部２１６Ｂ、２２６Ｂの形状は上述した例に限られない。第１導体板２１５〜２１７は、有限地板１００の直線状の辺１００ａと対応する辺２１５ａを有し、長さＬ１、幅Ｗ１の長方形に内接する形状であれば任意の形状としてよい。

さらに、第２導体板２２５〜２２７は、有限地板１００の直線状の辺１００ａと対応する辺２２５ａを有し、長さＬ２、幅Ｗ２の長方形に内接する形状であれば任意の形状としてよい。なお、Ｌ１、Ｌ２、Ｗ１、Ｗ２は、いずれも動作周波数の１６分の１波長以上、８分の１波長以下とする。

（第５実施形態）
図２０に、第５実施形態にかかるアンテナ装置２１を示す。本実施形態にかかるアンテナ装置２１は、導体線３０１及び給電線４０１を除き、第２実施形態のアンテナ装置と同じ構成要素を有する。したがって、第２実施形態と同じ構成要素には同一符号を付し説明を省略する。

ここで、図２０Ａは本実施形態に示すアンテナ装置２１をＺ軸方向からみた上面図である。また、図２０Ｂはアンテナ装置２１をＸ軸方向からみた側面図である。

図２０に示すように、アンテナ装置２１は、長さの異なる導体線３０１と給電線４０１とを有する。本実施形態では、導体線３０１は長さＨ１の線路であり、給電線４０１は長さＨ２（Ｈ１＞Ｈ２）の線路である。

導体線３０１及び給電線４０１は、有限地板１００と略直交するように接続される。したがって、第１、第２導体板２１２、２２２の有限地板１００からの高さは、導体線３０１及び給電線４０１の長さＨ１、Ｈ２とほぼ等しくなる。したがって、第１導体板２１２の高さＨ１は、第２導体板２２２の高さＨ２より高くなる。

ここで、図１に示すアンテナ装置１０では、Ｙ軸方向にギャップＧ離して第１、第２導体板２１０、２２０を配置することで、第１、第２導体板２１２、２２２が容量結合するように近接配置している。

一方、本実施形態では、図２０に示すように、第１導体板２１２の高さＨ１と、第２導体板２２２の高さＨ２とを異ならせることで、Ｚ軸方向にギャップＧ（Ｇ＝Ｈ１―Ｈ２）離して近接配置する。

このように、Ｚ軸方向からみて、第１、第２導体板２１２、２２２が一部重複するように配置することで、第１、第２導体板２１２、２２２間の容量結合性を強めることができる。

以上のように、本実施形態に示すアンテナ装置２１は、第２実施形態と同様の効果が得られるとともに、第１導体板２１２の高さＨ１と第２導体板２２２の高さＨ２とを異ならせることで、第１、第２導体板２１２、２２２間の容量結合性を強めることができる。

また、第１、第２導体板２１２、２２２間の容量結合性を強めることで、アンテナ装置２１をさらに小型化することができる。

なお、アンテナ装置２１を多層構造で構成し、第１、第２導体板２１２、２２２をそれぞれ異なる層に形成することで、高さの異なる第１、第２導体板２１２、２２２を有するアンテナ装置２１を製造することができる。

この場合、多層構造の基材となる誘電体の誘電率や厚さを適切に選択することで、第１、第２導体板２１２、２２２間の容量結合性を精度よく調整することができる。

また、本実施形態では、第１導体板２１２の高さＨ１が、第２導体板２２２の高さＨ２より高い場合について示したが、第２導体板２２２の高さＨ２が、第１導体板２１２の高さＨ１より高くなるようにしてもよい（Ｈ２＞Ｈ１）。

さらに、本実施形態では、アンテナ装置１２の第１、第２導体板２１２、２２２の高さを異ならせているが、その他のアンテナ装置の第１、第２導体板の高さを異ならせてもよい。

（第６実施形態）
図２１に、第６実施形態にかかるアンテナ装置２２を示す。本実施形態にかかるアンテナ装置２２は、第１、第２導体板２１９、２２９を除き、第２実施形態のアンテナ装置と同じ構成要素を有する。したがって、第２実施形態と同じ構成要素には同一符号を付し説明を省略する。

図２１に示すように、第１、第２導体板２１９、２２９は、メッシュ状の板である。具体的には、第１、第２導体板２１９、２２９は、マトリクス状に配置された矩形の隙間を複数有する。

このように、第１、第２導体板２１９、２２９にメッシュ状の隙間を設けると、第１、第２導体板２１９、２２９に流れる電流の経路が制限される。これにより、アンテナ装置２２の誘導性が増加し、第１、第２導体板２１９、２２９と有限地板１００との間の容量性が減少する。誘導性の増加及び容量性の減少によって、アンテナ装置２２を広帯域化することができる。

第１、第２導体板２１９、２２９の有限地板１００からの高さを低くすると、アンテナ装置２２は狭帯域化する。しかしながら、本実施形態にかかるアンテナ装置２２は、上述したように広帯域化することができるため、第１、第２導体板２１９、２２９の有限地板１００からの高さを低くしても所望の帯域を確保することができる。

このように、本実施形態にかかるアンテナ装置２２は、第２実施形態と同様の効果が得られるとともに、第１、第２導体板２１９、２２９をメッシュ状の板とすることで、アンテナ装置２２を広帯域化することができる。さらに、アンテナ装置２２を低姿勢化することも可能である。

なお、図２１に示すように、本実施形態では、第１導体板２１９に５横列×６縦列のマトリクス状に配置された矩形の隙間を設け、第２導体板２２９に４横列×６縦列のマトリクス状に配置された矩形の隙間を設けているが、隙間の数や形状はこれに限られない。

第１、第２導体板２１９、２２９に、２以上の整数ｎ、ｍを用いて、ｎ横列×ｍ縦列のマトリクス状に隙間を設けてもよく、１横列×ｍ縦列又はｎ横列×１縦列のマトリクス状に隙間を設けてもよい。あるいは、隙間の形状を、多角形、円形等種々の形状としてもよい。

本実施形態では、第１、第２導体板２１９、２２９の両方をメッシュ状の板としているが、第１、第２導体板２１９、２２９のいずれか一方をメッシュ状の板としてもよい。

また、本実施形態では、アンテナ装置１２の第１、第２導体板２１０、２２０に複数の隙間を形成しメッシュ状の板とした場合について示したが、その他のアンテナ装置の第１、第２導体板をメッシュ状の板としてもよい。

（第７実施形態）
図２２に、第７実施形態にかかるアンテナ装置２３を示す。本実施形態にかかるアンテナ装置２３は、導体線３０２及び給電線４０２を除き、第２実施形態のアンテナ装置と同じ構成要素を有する。したがって、第２実施形態と同じ構成要素には同一符号を付し説明を省略する。

図２２に示すように、導体線３０２及び給電線４０２は螺旋状に形成される。このように、導体線３０２及び給電線４０２を螺旋状に形成することで、導体線３０２及び給電線４０２の誘導性が増加する。導体線３０２及び給電線４０２の誘導性を増加させることで、アンテナ装置２３を広帯域化、あるいは低姿勢化することができる。

図２３は、図２２の点線で囲んだ部分の拡大図である。図２３に示すアンテナ装置２３は、導電線３０２ａと、スルーホール３０２ｂを有する導体線３０２と、誘電体３４０とを有する。誘電体３４０は、有限地板１００と第１導体板２１２との間に配置される。誘電体３４０は、螺旋状の一辺の長さと等しい厚さを有する。

次に、図２３を用いて、導体線３０２及び給電線４０２を螺旋状に形成する一例を説明する。ここでは、導体線３０２の形成方法について述べるが、給電線４０２も同様に形成するようにしてよい。

まず、誘電体３４０の一面に、図２３に直線で示す導電線３０２ａをパターニングする。ここでは、誘電体３４０の一面に形成された導体箔をエッチングすることによって、導電線３０２ａをパターニングする。また、同様に、誘電体３４０の一面と対向する他面に図２３に点線で示す導電線３０２ａをパターニングする。

続いて、誘電体３４０の一面に形成された導電線３０２ａと、他面に形成された導電線３０２ａとをスルーホール３０２ｂで電気的に接続する。これにより、誘電体３４０に、四角螺旋状の導体線３０２を形成することができる。なお、ここでは、エッチングによって導電線３０２ａを形成する方法について述べたが、誘電体３４０の面に導電性インクで印刷することで形成してもよい。

また、導体線３０２及び給電線４０２をメアンダ状に形成してもよい。図２４は、メアンダ状の導体線３０３及び給電線４０３を有するアンテナ装置２４を示す図である。

図２４に示すように、導体線３０３及び給電線４０３がメアンダ状である場合も、導体線３０３及び給電線４０３の誘導性を増加させることができ、アンテナ装置２４を広帯域化、あるいは低姿勢化することができる。

図２５は、図２４の点線で囲んだ部分の拡大図である。図２３に示すアンテナ装置２３は、導電線３０３ａを有する導体線３０３と、誘電体３４０とを有する。また、誘電体３４０は、有限地板１００と第１導体板２１２との間に配置される。

導電線３０３ａは、誘電体３４０の一面に形成された導体箔をエッチングすることによって形成される。あるいは、誘電体３４０の一面に導電性インクで印刷することで形成される。

以上のように、本実施形態にかかるアンテナ装置２３、２４は、第２実施形態と同様の効果が得られるとともに、導体線３０２、３０３及び給電線４０２、４０３を螺旋状又はメアンダ状とすることで、アンテナ装置２３、２４を広帯域化、あるいは低姿勢化することができる。

なお、本実施形態では、誘電体３４０に導電線３０２ａ、３０３ａをパターニングする例を説明したが、これ以外の方法で導体線３０２、３０３及び給電線４０２、４０３を形成してもよい。この場合、アンテナ装置２３、２４は必ずしも誘電体３４０を有している必要はない。

また、本実施形態では、導体線３０２、３０３及び給電線４０２、４０３の両方を螺旋状又はメアンダ状としているが、導体線３０２、３０３及び給電線４０２、４０３のいずれか一方を螺旋状又はメアンダ状としてもよい。

本実施形態では、アンテナ装置１２の導体線３００及び給電線４００を螺旋状又はメアンダ状とした場合について示したが、その他のアンテナ装置の導体線及び給電線を螺旋状又はメアンダ状としてもよい。

（第８実施形態）
図２６及び図２７を用いて、アンテナ装置２５の製造方法の一例について説明する。本実施形態では、アンテナ装置１２と同様に動作するアンテナ装置２５の製造方法について述べるが、その他のアンテナ装置についても同様に製造するようにしてもよい。

図２６は、本実施形態にかかる製造方法によって製造したアンテナ装置２５を示す図である。ここで、図２６Ａはアンテナ装置２５をＺ軸方向からみた上面図である。また、図２６Ｂはアンテナ装置２５をＸ軸方向からみた側面図であり、図２６Ｃはアンテナ装置２５をＹ軸方向からみた側面図である。

図２６に示すように、アンテナ装置２５は、図４に示すアンテナ装置１１の構成に加えさらにフレキシブル基板７００を有する。また、フレキシブル基板７００には、穴７５０が形成される。また、フレキシブル基板７００は、穴７５０を囲むように、それぞれ第１〜第４基板７１０〜７４０を有する。

フレキシブル基板７００の第１基板７１０は、有限地板１００に接続される。また、第２基板７２０には、第１、第２導体板２１２、２２２が金属膜として形成される。第３基板７３０には、導体線３００が金属膜として形成され、第４基板７４０には給電線４００が金属膜として形成される。

このように、本実施形態にかかるアンテナ装置２５では、第１、第２導体板２１２、２２２、導体線３００、及び給電線４００は、フレキシブル基板７００上に形成された金属膜となる。

次に、図２７を用いてアンテナ装置２５の製造方法を説明する。まず、図２７Ａに示すようにフレキシブル基板７００の第１基板７１０に有限地板１００を接続する。

続いて、第２基板７２０に、第１、第２導体板２１２、２２２を形成する。フレキシブル基板７００が単層の場合は、第２基板７２０の片面に第１、第２導体板２１２、２２２を形成する。あるいは、第２基板７２０の一面に第１導体板２１２を形成し、一面と対向する他面に第２導体板２２２を形成するようにしてもよい。

フレキシブル基板７００が多層の場合は、第２基板７２０の内層に第１、第２導体板２１２、２２２をそれぞれ形成するようにしてもよい。この場合、第１、第２導体板２１２、２２２を同じ層に形成してもよく、異なる層に形成してもよい。図２７では、第２基板７２０の片面に、第１、第２導体板２１２、２２２を形成した場合を示している。

次に、第３基板７３０に導体線３００を有限地板１００のグランドと接続するように形成する。また、第４基板７４０に給電線４００を有限地板１００上に配置される無線部（図示せず）と信号線を介して給電点４２０で接続するように形成する。

なお、第１、第２導体板２１２、２２２、導体線３００、及び給電線４００を形成する工程、及び有限地板１００を接続する工程は、必ずしも上述した順に行う必要は無い。例えば、第１、第２導体板２１２、２２２、導体線３００、及び給電線４００を同一工程で一括形成してもよい。また、第１、第２導体板２１２、２２２、導体線３００、及び給電線４００を形成してから有限地板１００をフレキシブル基板７００に接続するようにしてもよい。

続いて、図２７Ｃ及び図２７Ｄに示すように、フレキシブル基板７００を一点鎖線Ｄ１で略直角に折り曲げる。一点鎖線Ｄ１上に、有限地板１００の辺１００ａ（図４参照）が存在する。したがって、ここではフレキシブル基板７００を有限地板１００の辺１００ａで略直角に折り曲げることとなる。

その後、第１、第２導体板２１２、２２２と有限地板１００とが対向するようにフレキシブル基板７００を一点鎖線Ｄ２で略直角に折り曲げることで、図２６に示すアンテナ装置２５を得る。

フレキシブル基板７００を折り曲げた形状で安定に固定するため、例えば、誘電体で構成される支持材（図示せず）とフレキシブル基板７００とを接着固定すればよい。この場合、支持材の高さを導体線３００及び給電線４００の高さＨに見合った高さにすればよい。

なお、本実施形態では、フレキシブル基板７００に穴７５０を設けることで、フレキシブル基板７００を折り曲げやすくしているが、必ずしも穴７５０を設ける必要はない。フレキシブル基板７００に穴７５０を設けない場合は、例えば、図２７に示す一点鎖線Ｄ１、Ｄ２に沿ってフレキシブル基板７００にあらかじめ折り目を形成しておくことで、折り曲げ加工を容易にすることができる。

以上のように、本実施形態にかかるアンテナ装置２５は、第２実施形態と同様の効果が得られるとともに、フレキシブル基板７００を折り曲げることでアンテナ装置２５を容易に製造することができる。

これにより、アンテナ装置２５の各部品を個別に製造してから実装する場合に比べ、実装時の例えばはんだ付けといった工程を削減することができ製造コストを削減することができる。

また、フレキシブル基板７００へのパターニングの寸法精度が高いため、第１、第２導体板２１２、２２２、導体線３００、及び給電線４００をフレキシブル基板７００上に形成することで、各素子の寸法精度を高めることができる。

これにより、例えば第１、第２導体板２１２、２２２の寸法を調整してアンテナ装置２５のインピーダンスを調整する場合に、高精度にインピーダンスを調整することができる。また、詳細な構造を有するアンテナ装置２５を、設計通りに製造することができる。

なお、上述した各実施形態及び各変形例では、導体線を給電線よりＹ軸の正方向に配置したが、逆に配置するようにしてもよい。すなわち、導体線と給電線とを入れ替え、第１導体板をアンテナ素子として動作させ、第２導体板を無給電素子として動作させるようにしてもよい。

また、上述した各実施形態及び各変形例に示す各アンテナ装置がさらに誘電体を有することで、アンテナ装置のさらなる小型化・薄型化を実現するようにしてもよい。この場合、誘電体は、例えば第１、第２導体板の少なくとも１つと有限地板との間に配置してもよい。

（第９実施形態）
次に、第９実施形態にかかるアンテナ装置２６を説明する。アンテナ装置２６は、第１導体板２１２と第２導体板２２２との間に生じる容量Ｃｇが、第１、第２導体板２１２、２２２と有限地板１００との間に生じる容量Ｃｒより大きい点を除き、図４のアンテナ装置１２と同じであるため、同じ構成要素には同一符号を付し説明を省略する。

図２８に、電子部品として電池８００を搭載したアンテナ装置２６を示す。図２８Ａはアンテナ装置２６をＺ軸方向からみた上面図である。また、図２８Ｂはアンテナ装置２６をＹ軸方向からみた側面図である。

アンテナ装置２６の有限地板１００上には、電子部品が搭載される。図２８では、電子部品として電池８００を搭載した例を示しているが、電子部品は電池８００に限られず、スイッチや表示ディスプレイなどアンテナ装置２６に搭載されるものであればよい。

一般に、アンテナ装置に電子部品を搭載した場合、かかる電子部品による影響で、アンテナ装置の性能が劣化してしまう。そこで、本実施形態にかかるアンテナ装置２６では、第１導体板２１２と第２導体板２２２との間に生じる容量Ｃｇを、第１、第２導体板２１２、２２２と有限地板１００との間に生じる容量Ｃｒより大きくすることで、かかる電子部品が搭載された場合であってもアンテナ装置２６の性能の劣化を抑制する。

図２９を用いて、アンテナ装置２６の性能の劣化を抑制できる点について説明する。図２９Ａは、アンテナ装置２６をＸ軸方向からみた場合の等価回路を示す図である。図２９Ｂは、図２８に示す、電池８００を搭載したアンテナ装置２６の等価回路を示す図である。

図２９Ａに示すように、アンテナ装置２６は、インダクタンスＬ及びキャパシタンスＣを有する回路として表される。アンテナ装置２６の動作周波数ｆ０は、インダクタンスＬ及びキャパシタンスＣによって決定される。また、アンテナ装置２６のインダクタンスＬ及びキャパシタンスＣのいずれかの値を大きくするとアンテナ装置２６の動作周波数ｆ０が低くなり、アンテナ装置２６を小型化することができる。

また、図２９Ｂに示すように、アンテナ装置２６は、第１導体板２１２によるインダクタンス成分ＬＲ１及び第２導体板２２２によるインダクタンス成分ＬＲ２を有する。また、アンテナ装置２６は、導体線３００によるインダクタンス成分ＬＬ１及び給電線４００によるインダクタンス成分ＬＬ２を有する。アンテナ装置２６のインダクタンスＬは、インダクタンス成分ＬＲ１、ＬＲ２、ＬＬ１及びＬＬ２によって決定される。

アンテナ装置２６は、第１導体板２１２と第２導体板２２２との間のキャパシタンス成分Ｃｇを有する。また、アンテナ装置２６は、第１導体板２１２と有限地板１００との間のキャパシタンス成分ＣＲ１及び第２導体板２２２と有限地板１００との間のキャパシタンス成分ＣＲ２を有する。アンテナ装置２６は、第１導体板２１２と電池８００との間のキャパシタンス成分ＣＥ１及び第２導体板２２２と電池８００との間のキャパシタンス成分ＣＥ２を有する。アンテナ装置２６のキャパシタンスＣは、キャパシタンス成分Ｃｇ、ＣＲ１、ＣＲ２、ＣＥ１及びＣＥ２によって決定される。

ここで、キャパシタンス成分ＣＲ１、ＣＲ２は、有限地板１００に搭載される電子部品等の影響によって値が変化する。またキャパシタンス成分ＣＥ１、ＣＥ２は、電池８００の大きさや配置によって値が変化する。

このように、キャパシタンス成分ＣＲ１、ＣＲ２、ＣＥ１及びＣＥ２の値は、アンテナ装置２６以外の電子部品による影響を受けやすい。すなわち、アンテナ装置２６は、搭載する電子部品の種類や数、あるいは配置等によって動作周波数ｆ０が変化する可能性がある。

一方、キャパシタンス成分Ｃｇの値は、第１、第２導体板２１２、２２２の大きさ及びキャップＧによって決定されるため、電池８００など他の電子部品の影響を受けにくい。そこで、本実施形態では、キャパシタンス成分Ｃｇをキャパシタンス成分ＣＲ１、ＣＲ２、ＣＥ１及びＣＥ２より大きくすることで、電子部品等の影響によるアンテナ装置２６の動作周波数ｆ０の変化を小さくする。

ここで、図２８に示すアンテナ装置２６では、キャパシタンス成分ＣＲ１、ＣＲ２が、キャパシタンス成分ＣＥ１、ＣＥ２より大きくなる。これは、平板状の第１、第２導体板２１２、２２２及び有限地板１００が対向して配置されているのに対し、電池８００と第１、第２導体板２１２、２２２の辺２１２ｃ、２２２ｃとが対向して配置されているためである。

そこで、本実施形態では、Ｃｇ＞ＣＲ１（＞ＣＥ１）及びＣｇ＞ＣＲ２（＞ＣＥ２）となるようにアンテナ装置２６を構成することで、電子部品等の影響によるアンテナ装置２６の動作周波数ｆ０の変化を小さくし、アンテナ装置２６の性能の劣化を抑制する。

具体的には、第１、第２導体板２１２、２２２と有限地板１００との間に生じる容量Ｃｒ＝ＣＲ１＋ＣＲ２が、第１導体板２１２と第２導体板２２２との間に生じる容量Ｃｇより小さくなる（Ｃｒ＜Ｃｇ）ようにする。すなわち、第１導体板２１２と第２導体板２２２との間に生じる容量Ｃｇが、式（１）を満たすようにする。

なお、ε_０は真空の誘電率、ε_ｒは第１、第２導体板２１２、２２２及び有限地板１００で囲まれた空間の比誘電率（図２９Ａ参照）、Ｗ_ａは、第１導体板２１２の幅Ｗ１と第２導体板２２２の幅Ｗ２の相加平均、ｈは、第１、第２導体板２１２、２２２と有限地板１００との平均距離（図２９Ａではｈ＝Ｈ）である。

また、第１導体板２１２と第２導体板２２２との間に生じる容量Ｃｇは、以下の式（２）によって求められる。

なお、Ｇは第１導体板２１２と第２導体板２２２との間のギャップ（図２９Ａ参照）、πは円周率である。

第１導体板２１２と第２導体板２２２とは近接配置されているため、Ｇ＜＜Ｗａとなる。Ｇ＜＜Ｗａ、式（１）及び式（２）から、第１導体板２１２と第２導体板２２２との間のギャップＧが式（３）を満たすように、第１、第２導体板２１２、２２２を配置することで、式（１）を満たすアンテナ装置２６が得られる。

以上のように、本実施形態にかかるアンテナ装置２６によれば、第２実施形態と同様の効果が得られる。さらに、第１導体板２１２と第２導体板２２２との間に生じる容量Ｃｇを、第１、第２導体板２１２、２２２と有限地板１００との間に生じる容量Ｃｒより大きくすることで、アンテナ装置２６に電子部品を搭載した場合であっても、アンテナ装置２６の性能の劣化を抑制することができる。

なお、例えば図３０に示すように第１、第２導体板２１２、２２２の互いに近接する辺２１２ｂ、２２２ｂをメアンダ形状とすることで第１導体板２１２と第２導体板２２２との間に生じる容量Ｃｇを大きくしてもよい。

（変形例５）
図３１に、第９実施形態にかかるアンテナ装置２６の変形例５を示す。図３１Ａは本変形例にかかるアンテナ装置２７をＺ軸方向からみた上面図である。また、図３１Ｂは、アンテナ装置２７に電池８００を搭載した場合の上面図であり、図３１Ｃは、アンテナ装置２７に電池８００を搭載した場合の側面図である。

本変形例にかかるアンテナ装置２７は、アンテナ装置２６と同様に第１導体板２３０と第２導体板２４０との間に生じる容量Ｃｇが、第１、第２導体板２３０、２４０と有限地板１００との間に生じる容量Ｃｒより大きくなるように構成される。

これにより、アンテナ装置２７に電子部品を搭載した場合であっても、アンテナ装置２７の性能の劣化を抑制することができる。したがって、アンテナ装置２７の第１、第２導体板２３０、２４０を電子部品の近くに搭載することができる。

そのため、本変形例では、第１、第２導体板２３０、２４０を電子部品の外形に沿った形状とする。図３１には、電子部品として例えばボタン型電池のような薄い円形の電池８００を搭載する場合の例を示している。

図３１Ａに、電池８００を搭載する前のアンテナ装置２７を示す。図３１Ａの第１導体板２３０は、有限地板１００の辺１００ａに対応する辺２３０ａと、辺２３０ａに対向する辺２３０ｃを有する。第２導体板２４０は、有限地板１００の辺１００ａに対応する辺２４０ａと、辺２４０ａに対向する辺２４０ｃを有する。

図３１Ｂに示すように、アンテナ装置２７は、第１、第２導体板２３０、２４０の辺２３０ｃ、２４０ｃを電池８００の外形に沿った曲線形状とする。かかる点を除き、図２８に示すアンテナ装置２６と同じ構成であるため、同じ構成には同一符号を付し説明を省略する。

このように、第１、第２導体板２３０、２４０の辺２３０ｃ、２４０ｃを電池８００の外形に沿った曲線形状とすることで、アンテナ装置２７に電池８００を搭載する場合であっても電池８００を搭載した後の限られた実装スペースに第１、第２導体板２３０、２４０を実装することができる。

また、図３１Ｃに示すように、本変形例では、アンテナ装置２７の第１、第２導体板２３０、２４０の有限地板１００からの高さＨを、電池８００の高さＨｃより高くしている。すなわち、導体線３００及び給電線４００の長さＨが電池８００の高さＨｃより長くなる。これにより、高さＨを電池８００の高さＨｃと同じとする場合に比べ、第１、第２導体板２３０、２４０と、電池８００との間の距離を長くすることができるため、電池８００による影響をさらに低減することができる。

なお、第９実施形態及び変形例５では、アンテナ装置１２の第１導体板２１２と第２導体板２２２との間に生じる容量Ｃｇを、第１、第２導体板２１２、２２２と有限地板１００との間に生じる容量Ｃｒより大きくする場合について説明したが、その他のアンテナ装置についても同様に容量Ｃｇを容量Ｃｒより大きくしてもよい。また、第９実施形態及び変形例５にかかるアンテナ装置２６、２７を第８実施形態にかかるアンテナ装置２５の製造方法で製造してもよい。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

Claims (16)

1. 直線状の辺を有する有限地板と、
   前記有限地板と対向し、前記有限地板の前記辺に対応する辺の長さが略８分の１波長以下である第１導体板と、
   一端が前記第１導体板の前記辺に接続され、他端が前記有限地板の前記辺の一端部に短絡される導体線と、
   前記有限地板と対向し、前記有限地板の前記辺に対応する辺の長さが略８分の１波長以下であり、前記第１導体板と容量結合するように近接配置される第２導体板と、
   一端が前記第２導体板の前記辺に接続され、他端が前記有限地板の前記辺の他端部に接続される給電線と、
   を備えるアンテナ装置。
2. 前記第１導体板の前記辺の長さは、略１６分の１波長以上であり、
   前記第２導体板の前記辺の長さは、略１６分の１波長以上である請求項１に記載のアンテナ装置。
3. 前記第１導体板の前記辺の長さが、前記第２導体板の前記辺の長さと異なる請求項１又は２に記載のアンテナ装置。
4. 前記第１導体板の前記第２導体板に近接する辺の長さが、前記第２導体板の前記第１導体板に近接する辺の長さと異なる請求項１乃至３のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
5. 前記第１導体板又は前記第２導体板の少なくとも一方は、
   前記第１導体板及び前記第２導体板の前記辺と対向する側がテーパー状に形成されている請求項１乃至４のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
6. 前記第１導体板又は前記第２導体板の少なくとも一方は、
   前記第１導体板及び前記第２導体板の互いに近接する辺と対向する側がテーパー状に形成されている請求項１乃至５のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
7. 前記第１導体板の前記有限地板からの高さは、前記第２導体板の前記有限地板からの高さと異なる請求項１乃至６のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
8. 前記第１導体板又は前記第２導体板の少なくとも一方は、メッシュ状の板である請求項１乃至７のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
9. 前記導体線又は前記給電線の少なくとも一方は、螺旋状又はメアンダ状である請求項１乃至８のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
10. 前記第１導体板、前記導体線、前記第２導体板、及び前記給電線がフレキシブル基板上に形成された金属膜である請求項１乃至９のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
11. 前記第１導体板と前記第２導体板との間に生じる容量は、前記第１、第２導体板と前記有限地板との間に生じる容量より大きい請求項１乃至１０のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
12. 真空の誘電率をε_０、前記第１、第２導体板と前記有限地板とに囲まれた空間の比誘電率をε_ｒ、前記第１導体板の前記辺の長さＷ１と前記第２導体板の前記辺の長さＷ２との相加平均をＷ_ａ、前記第１、第２導体板と前記有限地板との間の距離をｈとした場合に、前記第１導体板と前記第２導体板との間に生じる容量Ｃ_ｇは、
    

    

    を満たす請求項１乃至１１のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
13. 前記第１導体板と前記第２導体板との間の距離Ｇは、
    

    

    を満たす請求項１２に記載のアンテナ装置。
14. 前記第１、第２導体板は、電子部品の外形に沿った形状を有する請求項１乃至１３のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
15. 直線状の辺を有する有限地板を形成する工程と、
    前記有限地板に接続されたフレキシブル基板に、一端が前記有限地板の前記辺の一端部に短絡する導体線を形成する工程と、
    前記フレキシブル基板に、一端が前記有限地板の前記辺の他端部に接続する給電線を形成する工程と、
    前記フレキシブル基板に前記導体線の他端と接続し、前記有限地板の辺に対応する辺の長さが略８分の１波長以下である第１導体板を形成する工程と、
    前記フレキシブル基板に、前記給電線の他端と接続し、前記有限地板の前記辺に対応する辺の長さが略８分の１波長以下であり、前記第１導体板と容量結合するように近接して配置される第２導体板を形成する工程と、
    前記フレキシブル基板を前記有限地板の前記辺で折り曲げる工程と、
    前記第１導体板及び前記第２導体板と前記有限地板とが対向するように、前記フレキシブル基板を折り曲げる工程と、
    を含むアンテナ装置の製造方法。
16. 直線状の辺を有する有限地板と、
    前記有限地板と対向し、前記有限地板の前記辺に対応する辺の長さが略８分の１波長以下である第１導体板と、
    一端が前記第１導体板の前記辺に接続され、他端が前記有限地板の前記辺の一端部に短絡される導体線と、
    前記有限地板と対向し、前記有限地板の前記辺に対応する辺の長さが略８分の１波長以下であり、前記第１導体板と容量結合するように近接配置される第２導体板と、
    一端が前記第２導体板の前記辺に接続され、他端が前記有限地板の前記辺の他端部に接続される給電線と、
    を有するアンテナと、
    前記有限地板上であって、前記第１導体板又は前記第２導体板の少なくとも一方と前記有限地板との間に配置される無線部と、
    を備える無線装置。

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