JP6891878B2

JP6891878B2 - アンテナ

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Publication number: JP6891878B2
Application number: JP2018512078A
Authority: JP
Inventors: 龍太園田; 稔貴佐山; 井川　耕司; 耕司井川
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 2016-04-15
Filing date: 2017-04-13
Publication date: 2021-06-18
Anticipated expiration: 2037-04-13
Also published as: WO2017179676A1; US10931017B2; US20190044239A1; JPWO2017179676A1; CN109075450A; CN109075450B

Description

本発明は、アンテナに関する。

従来、グランドプレーンと、前記グランドプレーンを基準とする給電点に接続された第１の共振器と、前記第１の共振器によって電磁界結合で非接触に給電される第２の共振器とを備える、アンテナが知られている。

特許第５６８６２２１号公報

第２の共振器が、第１の導体部と、第１の導体部にギャップを介して容量結合する第２の導体部とを有する形態では、共振周波数を固定した場合、当該ギャップを狭めることで当該ギャップを挟む容量結合部の容量は増えるので、アンテナの小型化が可能である。しかしながら、当該ギャップを狭めるほど、アンテナの放射効率が低下する場合がある。

そこで、本発明の一態様は、小型化と放射効率の向上との両立が可能なアンテナを提供することを目的とする。

本開示の一態様では、
第１の表面と、前記第１の表面とは反対側対の第２の表面とを有し、誘電正接が０よりも大きく０．０１以下である基材部と、
前記基材部の前記第２の表面側に設けられるグランドプレーンと、
前記グランドプレーンを基準とする給電点に接続された第１の共振器と、
前記基材部の前記第１の表面に設けられ、第１の導体部と前記第１の導体部にギャップを介して容量結合する第２の導体部とを有する第２の共振器とを備え、
前記第２の共振器は、前記第１の共振器によって電磁界結合で非接触に給電され、
前記第２の共振器は、前記基材部の前記第１の表面側からみた平面視で前記グランドプレーンと重ならない、アンテナが提供される。

本案によれば、前記第２の共振器が形成された基材部の誘電正接は、０よりも大きく０．０１以下であるので、当該ギャップを狭めても、放射効率を向上させることができる。したがって、アンテナの小型化と放射効率の向上とを両立させることができる。

アンテナのシミュレーションモデルの構成の一例を示す斜視図である。容量結合部の面配置構成の一例を基材部の平面視で示す図である。容量結合部の面配置構成の他の一例を基材部の平面視で示す図である。容量結合部の面配置構成の他の一例を基材部の平面視で示す図である。容量結合部の積層配置構成の一例を示す図である。容量結合部の積層配置構成の一例を示す図である。容量結合部の積層配置構成の一例を示す図である。容量結合部の積層配置構成の一例を示す図である。アンテナのシミュレーション時の構成の一例を平面視で示す図である。アンテナのシミュレーション時の積層構成の一例を示す図である。放射素子及び給電素子のシミュレーション時の構成の一例を示す図である。容量結合部のギャップ長と共振周波数との関係の一例を示す図である。誘電正接と放射効率との関係の一例を示す図である。実際の電子機器の試作品に搭載したアンテナの構成の一例を模式的に示す断面図である。図１４に示されるアンテナにおいて、放射素子の周辺部を模式的に示す断面図である。図１５に示される部分を、フィルムに対して導体ストリップ側からの視点で示す平面図である。図１４に示されるアンテナを平面視で示す図である。図１７に示されるアンテナの放射素子及び導体ストリップを平面視で示す図である。図１７に示されるアンテナの給電素子を平面視で示す図である。各材料の比誘電率及び誘電正接を示す図である。フィルムの材料の違いによるトータル効率を実測した結果の一例を示す図である。フィルムの材料の違いによる反射係数を実測した結果の一例を示す図である。図９〜１１に示すアンテナの構成において、給電素子と放射素子との間の距離と放射効率との関係をシミュレーション上で計算した結果の一例を示す図である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。

図１は、一実施形態に係るアンテナ２５のシミュレーションモデルの構成の一例を示す斜視図である。アンテナ２５は、電子機器に搭載される。電子機器は、アンテナ２５を用いて無線通信を行う。

アンテナ２５が搭載される電子機器とは、例えば、無線通信モジュール、据え置き型のテレビやパソコン等の表示機器自体、表示機器に搭載される装置、移動体自体、又は移動体に搭載される装置である。移動体の具体例として、携帯可能な携帯端末装置、自動車等の車両、ロボットなどが挙げられる。携帯端末装置の具体例として、携帯電話、スマートフォン、コンピュータ、ゲーム機、テレビ、音楽や映像のプレーヤー、ウェアラブルデバイスなどが挙げられる。ウェアラブルデバイスの具体的な形態として、リストウォッチ型、ペンダント型、メガネ型などが挙げられる。

アンテナ２５は、例えば、ブルートゥース（登録商標）等の無線通信規格、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｃ等の無線ＬＡＮ（Local Area Network）規格に対応する。アンテナ２５は、グランド１４を利用する伝送線路の終端１２に接続される。

伝送線路の具体例として、マイクロストリップライン、ストリップライン、グランドプレーン付きコプレーナウェーブガイド（信号線の形成される導体面とは反対側の表面にグランドプレーンが配置されたコプレーナウェーブガイド）、コプレーナストリップラインなどが挙げられる。

アンテナ２５は、グランド１４と、給電素子２１と、放射素子２２とを備える。

グランド１４は、グランドプレーンの一例である。グランド外縁１４ａは、グランド１４の直線的な外縁の一例である。グランド１４は、例えば、ＸＹ平面に平行な基板１３に形成されたグランドパターンである。

基板１３は、誘電体を主成分とする部材である。基板１３の具体例として、ＦＲ４（Flame Retardant Type４）基板が挙げられる。基板１３は、可撓性を有するフレキシブル基板でもよい。基板１３は、第１の基板表面と、第１の基板表面とは反対側の第２の基板表面とを有する。例えば、第１の基板表面には、電子回路が実装され、第２の基板表面には、グランド１４が形成されている。なお、グランド１４は、第１の基板表面に形成されていても、基板１３の内部に形成されていてもよい。

基板１３に実装される電子回路は、例えば、アンテナ２５を介して信号を受信する受信機能と、アンテナ２５を介して信号を送信する送信機能との少なくとも一方の機能を含む集積回路である。電子回路は、例えば、ＩＣチップによって実現される。

給電素子２１は、グランドプレーンを基準とする給電点に接続された第１の共振器の一例である。給電素子２１は、伝送線路の終端１２に接続されている。終端１２は、グランド１４をグランド基準とする給電点の一例である。

給電素子２１は、基板１３に配置されてもよいし、基板１３以外の箇所に配置されてもよい。給電素子２１が基板１３に配置されている場合、給電素子２１は、例えば、基板１３の第１の基板表面に形成された導体パターンである。

給電素子２１は、グランド１４から離れる方向に延伸し、グランド１４をグランド基準とする給電点（終端１２）に接続されている。給電素子２１は、放射素子２２に対して非接触で高周波的に結合して給電可能な線状導体である。図面には、グランド外縁１４ａに対して直角な方向に延在する直線状導体と、グランド外縁１４ａに並走して延在する直線状導体とによって、Ｌ字状に形成された給電素子２１が例示されている。図示の場合、給電素子２１は、終端１２を起点に端部２１ａから延伸してから曲折部２１ｃで折れ曲がり、先端部２１ｂまで延伸する。先端部２１ｂは、他の導体が接続されていない開放端である。図面には、Ｌ字状の給電素子２１が例示されているが、給電素子２１の形状は、直線状、メアンダ状、ループ状などの他の形状でもよい。

放射素子２２は、第１の共振器に近接する第２の共振器の一例である。放射素子２２は、例えば、給電素子２１から離れて配置され、給電素子２１が共振することにより放射導体として機能する。放射素子２２は、例えば、給電素子２１と電磁界結合することにより非接触に給電されて放射導体として機能する。電磁界結合とは、電磁波による非接触結合を意味する。

放射素子２２は、グランド外縁１４ａに沿うように延伸する導体部分を有する。図面には、導体部分として、導体エレメント４１，５１，５２が示されている。導体部分は、グランド外縁１４ａから離れて位置する。放射素子２２がグランド外縁１４ａに沿った導体部分を有することによって、例えば、アンテナ２５の指向性を容易に調整することが可能となる。

給電素子２１と放射素子２２は、例えば、互いに電磁界結合可能な距離で離れて配置されている。放射素子２２は、給電素子２１から給電を受ける給電部を有している。図面には、給電部として、第１の導体エレメント４１が示されている。放射素子２２は、給電部で給電素子２１を介して電磁界結合によって非接触で給電される。このように給電されることによって、放射素子２２は、アンテナ２５の放射導体として機能する。

放射素子２２は、給電素子２１によって電磁界結合で非接触に給電されることにより、半波長ダイポールアンテナと同様の共振電流（一方の先端部２３と他方の先端部２４との間を定在波状に分布する電流）が放射素子２２上に流れる。すなわち、放射素子２２は、給電素子２１によって電磁界結合で非接触に給電されることにより、ダイポールアンテナとして機能する。

放射素子２２は、第１の導体エレメント４１と、第２の導体エレメント５１と、第３の導体エレメント５２とを有する。第２の導体エレメント５１は、第１の導体部の一例である。第３の導体エレメント５２は、第２の導体部の一例である。

第１の導体エレメント４１は、第２の導体エレメント５１に接続される一端と、第３の導体エレメント５２に接続される他端とを有する。第２の導体エレメント５１は、第１の導体エレメント４１に対して当該一端で折り返されて延在し、第３の導体エレメント５２は、第１の導体エレメント４１に対して当該他端で折り返されて延在する。

第２の導体エレメント５１の第１の先端部２３と、第３の導体エレメント５２の第２の先端部２４とは、ギャップ６０を介して離れている。つまり、放射素子２２の形状は、ギャップ６０で開放する開ループであり、放射素子２２は、ギャップ６０を有する開ループ共振アンテナである。第２の導体エレメント５１が有する第１の先端部２３は、放射素子２２の一方の先端部であり、第３の導体エレメント５２が有する第２の先端部２４は、放射素子２２の他方の先端部である。

本実施形態では、第２の導体エレメント５１と第３の導体エレメント５２とは、ギャップ６０を介して容量的に結合する。図１の場合、第１の先端部２３と第２の先端部２４とがギャップ６０を介して容量的に結合する。つまり、放射素子２２は、第１の先端部２３と第２の先端部２４とでギャップ６０を挟んだ容量結合部を有する。

第１の先端部２３と第２の先端部２４とは、第２の導体エレメント５１と第３の導体エレメント５２のそれぞれの長手方向で対向する。ギャップ６０は、当該長手方向で第１の先端部２３と第２の先端部２４との間に形成されている。

放射素子２２は、誘電性の基材部３０に設けられている。基材部３０は、例えば、平面部を有する基板である。放射素子２２の一部又は全部は、基材部３０の表面に設けられてもよいし、基材部３０の内部に設けられてもよい。

放射素子２２の共振周波数を固定した場合、ギャップ６０のギャップ長が短いほど、第２の導体エレメント５１と第３の導体エレメント５２とでギャップ６０を挟んだ容量結合部の容量は増えるので、放射素子２２の小型化が可能である。放射素子２２の小型化によりアンテナ２５の小型化が可能である。ギャップ６０は、直線で形成されているが、櫛状のインターディジタル構造で形成されてもよい。

しかしながら、放射素子２２の容量結合部のギャップ長が短くなると、アンテナ２５の放射効率ηが劣化する。放射効率ηは、アンテナ２５への供給電力に対する放射電力の比率を表す。放射効率ηの劣化は、放射素子２２が形成された基材部３０の誘電正接（ｔａｎδ）に起因する。

そこで、本実施形態では、基材部３０の誘電正接（ｔａｎδ）は、０よりも大きく０．０１以下に設定されている。これにより、放射素子２２の共振周波数を固定した場合、ギャップ６０を狭くしても、ｔａｎδが０．０１よりも大きな場合と比較して放射効率ηを向上させることができる。したがって、アンテナ２５の小型化と放射効率ηの向上が両立する。

また、アンテナ２５が送信又は受信する電波の波長をλとしたとき、給電素子２１と放射素子２２との最短距離は、０よりも大きく０．１１７×λ以下であることが、アンテナ２５の小型化と放射効率ηの向上とを両立させる点で好ましい。より好ましくは、０．０７×λ以下であり、さらに好ましくは、０．０４×λ以下である。

図２は、容量結合部の面配置構成の一例を基材部３０の平面視で示す図であり、基材部３０の第１の表面３３の法線方向からの視点で示す。第１の表面３３の法線方向は、Ｚ軸（図１参照）に平行な方向である。放射素子２２及びギャップ６０は、第１の表面３３上に位置する。第１の先端部２３と第２の先端部２４とは、第２の導体エレメント５１と第３の導体エレメント５２のそれぞれのエレメント幅方向で対向する。ギャップ６０は、当該エレメント幅方向で第１の先端部２３と第２の先端部２４との間に形成されている。

図３は、容量結合部の面配置構成の他の一例を基材部３０の平面視で示す図であり、基材部３０の第１の表面３３の法線方向からの視点で示す。放射素子２２及びギャップ６０は、第１の表面３３上に位置する。第１の先端部２３と第２の先端部２４とは、第２の導体エレメント５１と第３の導体エレメント５２のそれぞれの長手方向で対向する。ギャップ６０は、当該長手方向で第１の先端部２３と第２の先端部２４との間に形成されている。第１の先端部２３は、第２の導体エレメント５１の長手方向に対して直角に曲がり、第２の先端部２４は、第３の導体エレメント５２の長手方向に対して直角に曲がる。

図４は、容量結合部の面配置構成の他の一例を基材部３０の平面視で示す図であり、基材部３０の第１の表面３３の法線方向からの視点で示す。放射素子２２及びギャップ６０は、第１の表面３３上に位置する。アンテナ２５は、第１の表面３３上に位置する第４の導体エレメント２６を備える。第４の導体エレメント２６は、第３の導体部の一例である。第４の導体エレメント２６は、第２の導体エレメント５１及び第３の導体エレメント５２にギャップ６０を介して容量結合する。

第１の先端部２３と第２の先端部２４とは、第２の導体エレメント５１と第３の導体エレメント５２のそれぞれの長手方向で対向し、第１のギャップ６０を介して容量的に結合する。第１のギャップ６０は、当該長手方向で第１の先端部２３と第２の先端部２４との間に形成されている。

第２の導体エレメント５１の第１の先端部２３と第４の導体エレメント２６の一方の先端部とは、第２の導体エレメント５１と第４の導体エレメント２６のそれぞれのエレメント幅方向で対向し、第２のギャップ６０を介して容量的に結合する。第２のギャップ６０は、当該エレメント幅方向で第１の先端部２３と当該一方の先端部との間に形成されている。

第３の導体エレメント５２の第２の先端部２４と第４の導体エレメント２６の他方の先端部とは、第３の導体エレメント５２と第４の導体エレメント２６のそれぞれのエレメント幅方向で対向し、第３のギャップ６０を介して容量的に結合する。第３のギャップ６０は、当該エレメント幅方向で第２の先端部２４と当該他方の先端部との間に形成されている。

図２〜図４の構成によれば、第１の先端部２３及び第２の先端部２４が、０．０１以下の誘電正接を有する基材部３０の第１の表面３３に接しているので、ギャップ６０のギャップ長を短縮した長さに対する放射効率ηの向上度合いが増す。

図５〜８は、容量結合部の積層配置構成の一例を示す図である。各図の（ａ）は、積層方向に平行な断面の一例を示す図である。各図の（ｂ）は、基材部３０の第１の表面３３側の構成の一例を示す図である。各図の（ｃ）は、基材部３０の第２の表面３４側の構成の一例を示す図である。第２の表面３４は、第１の表面３３とは反対側の表面である。

図５において、第２の導体エレメント５１、第３の導体エレメント５２及びギャップ６０は、第１の表面３３上に位置する。第１の導体エレメント４１は、第２の表面３４上に位置する。第１の先端部２３と第２の先端部２４とは、第２の導体エレメント５１と第３の導体エレメント５２のそれぞれの長手方向で対向する。ギャップ６０は、当該長手方向で第１の先端部２３と第２の先端部２４との間に形成されている。

第１の導体エレメント４１は、第２の導体エレメント５１の第１の外側端部に第１のビア３１を介して接続された一端と、第３の導体エレメント５２の第２の外側端部に第２のビア３２を介して接続された他端とを有する。第１のビア３１及び第２のビア３２は、基材部３０を貫通する。

図５の構成によれば、第１の先端部２３及び第２の先端部２４が、０．０１以下の誘電正接を有する基材部３０の第１の表面３３に接しているので、ギャップ６０のギャップ長を短縮した長さに対する放射効率ηの向上度合いが増す。

図６において、第３の導体エレメント５２は、第１の表面３３上に位置する。第２の導体エレメント５１及びギャップ６０は、基材部３０の内部に位置する。第１の導体エレメント４１は、第２の表面３４上に位置する。第１の先端部２３と第２の先端部２４とは、第２の導体エレメント５１と第３の導体エレメント５２のそれぞれのエレメント幅方向で対向する。ギャップ６０は、当該エレメント幅方向で第１の先端部２３と第２の先端部２４との間に形成されている。

図７において、第１の先端部２３は、第２の導体エレメント５１の長手方向に対して直角に曲がり、第２の先端部２４は、第３の導体エレメント５２の長手方向に対して直角に曲がる。ギャップ６０は、基材部３０の第１の表面３３上に位置する部分と、基材部３０の内部に位置する部分とを有する。

図８において、第４の導体エレメント２６は、第２の導体エレメント５１及び第３の導体エレメント５２にギャップ６０を介して容量結合する。図４の場合と同様に、３箇所のギャップ６０が形成されている。各ギャップ６０は、基材部３０の内部に位置する。

図６〜図８の構成によれば、ギャップ６０が基材部３０の内部（誘電正接は０．０１以下）に位置するので、ギャップ６０のギャップ長を短縮した長さに対する放射効率ηの向上度合いが増す。

図９は、アンテナ２５のシミュレーション時の構成の一例を平面視で示す図である。図１０は、アンテナ２５のシミュレーション時の積層構成の一例を示す図である。給電素子２１及びグランド１４は、給電素子層１６に配置され、放射素子２２及び基材部３０は、放射素子層１５に配置されている。図１１は、放射素子２２及び給電素子２１のシミュレーション時の構成の一例を示す図である。

図９〜図１１において、本シミュレーション時の各部の寸法は、単位をｍｍとすると、
Ｌ１１：４０
Ｌ１２：６０
Ｌ１３：２０
Ｌ１４：２
Ｌ１５：１４
Ｌ１６：１５．５
Ｌ１７：２．５
Ｌ１８：１．９
Ｌ１９：１．７
Ｌ２０：２．９
とする。

図１２は、基材部３０の誘電正接（＝ｔａｎδ）の違いによる、容量結合部のギャップ長と共振周波数との関係の一例を示す図である。横軸のｇａｐは、第１の先端部２３と第２の先端部２４との間のギャップ６０のギャップ長を表す。縦軸の共振周波数は、アンテナ２５の共振周波数を表す。図１２に示されるように、誘電正接を０．０００１から０．１まで変化させても、同一ギャップ長であれば、共振周波数はほとんど変化しない。

図１３は、ギャップ６０のギャップ長の違いによる、誘電正接と放射効率ηとの関係の一例を示す図である。図１３は、ギャップ長ｇａｐが０．０５ｍｍ，０．１ｍｍ，０．５ｍｍ，１ｍｍの４つの場合を示す。

ギャップ長が０．０５ｍｍと０．１ｍｍの場合において、プロットされていない箇所は、アンテナ２５がアンテナとして機能しない領域を示す。

図１３に示されるように、基材部３０の誘電正接（ｔａｎδ）は、０よりも大きく０．０１以下であると、ギャップ６０を狭くしても、ｔａｎδが０．０１よりも大きな場合と比較して放射効率ηが向上する。したがって、アンテナ２５の小型化と放射効率ηの向上が両立している。

図１４は、実際の電子機器の試作品に搭載したアンテナ２５の構成の一例を模式的に示す断面図である。グランド１１４は、グランド１４の一具体例であり、給電素子１２１は、給電素子２１の一具体例であり、放射素子１２２は、放射素子２２の一具体例である。基板１１３は、基板１３の一具体例であるＦＲ４基板である。終端１１２は、終端１２（給電点）の一具体例である。フィルム１３０は、誘電正接が０よりも大きく０．０１以下の基材部３０の一具体例である。

放射素子１２２は、フィルム１３０を介してガラス板１１８の内側表面に取り付けられている。ガラス板１１８は、電子機器の裏蓋である。基板１１３は、電子機器の金属製の筐体１１７に、少なくとも一つの取り付け部１１９によって取り付けられている。グランド１１４は、少なくとも一つの接続部１２０を介して、筐体１１７に接地されている。

図１５は、図１４に示されるアンテナ２５において、放射素子１２２の周辺部を模式的に示す断面図である。放射素子１２２は、ギャップ６０を有する開ループ共振アンテナである。導体ストリップ１２６は、上述の第４の導体エレメント２６の一具体例である。図１４では、導体ストリップ１２６の図示が省略されている。導体ストリップ１２６は、ギャップ６０を形成する両側の導体エレメントに容量結合するように、フィルム１３０を介してギャップ６０に対向して配置されている。すなわち、開ループ共振アンテナ（放射素子１２２）は、フィルム１３０に対し垂直方向に導体ストリップ１２６と容量結合できる構造を有している。このような形態により、開ループのギャップ部分（ギャップ６０）がガラス板１１８に直接的に面していないため、ガラス板１１８の誘電正接に起因する放射効率の低下を抑制することができる。導体ストリップ１２６は、ガラス板１１８の内側表面とフィルム１３０との間に設けられていて、ガラス板１１８の内側表面とフィルム１３０の両方に接触している。

放射素子１２２は、フィルム１３０よりも誘電正接が低いガラス板１１８の影響を抑えるため、ガラス板１１８との距離が離れるように、フィルム１３０に対してガラス板１１８とは反対側に位置している。

図１６は、図１５に示される部分を、フィルム１３０に対して導体ストリップ１２６側からの視点で示す平面図である。図１６では、ガラス板１１８の図示は省略されている。導体ストリップ１２６の両端部は、ギャップ６０を形成する両側の導体エレメントにフィルム１３０を介して対向している。

図１７は、図１４に示されるアンテナ２５を平面視で示す図である。図１８は、図１７に示されるアンテナ２５の放射素子１２２及び導体ストリップ１２６を平面視で示す図である。図１９は、図１７に示されるアンテナ２５の給電素子１２１を平面視で示す図である。

図２０は、各材料の比誘電率及び誘電正接（ｔａｎδ）を示す図である。図２１は、フィルム１３０の材料の違いによるトータル効率を実測した結果の一例を示す図である。図２２は、フィルム１３０の材料の違いによる反射係数Ｓ１１を実測した結果の一例を示す図である。トータル効率は、放射効率ηと反射係数Ｓ１１との積を表す。つまり、トータル効率は、アンテナ２５のリターンロスが加味された放射効率を表す。

図２２に示されているように、誘電正接が０．０１以下の材料Ｂ，Ｃをフィルム１３０に使用した場合、所望の共振周波数で良好なインピーダンスマッチングが得られている。また、図２１に示されているように、トータル効率については、誘電正接が０．００８の材料Ｂが材料Ａよりも優れており、誘電正接が０．００１の材料Ｃが材料Ｂよりも優れている。

なお、図２１，２２においてトータル効率及び反射係数を測定した時において、図１４〜１９に示された各部の寸法は、単位をｍｍとすると、
Ｌ２４：２．３
Ｌ２５：３．９
Ｌ３９：１
Ｌ４０：１．５
Ｌ３０：１．３
Ｌ３１：１．３
Ｌ３５：１．２
Ｌ３６：２
Ｌ３７：０．４
Ｌ３８：０．４
Ｌ３３：１４．４
Ｌ３４：１３．６
Ｌ４１：１０．５
Ｌ４２：５９．５
Ｌ４３：１８．５
Ｌ４４：１
Ｌ４５：１
Ｌ４６：０．５
Ｌ４７：６０
Ｌ４８：３．５
である。また、フィルム１３０の厚さは、５０μｍである。

図２３は、図９〜１１に示すアンテナ２５の構成において、給電素子２１と放射素子２２との間の距離と放射効率との関係をシミュレーション上で計算した結果の一例を示す図である。図２３は、ｔａｎδが０．０１の場合を示す。横軸は、給電素子２１と放射素子２２との間の最短距離Ｄを示す。縦軸は、放射効率ηを表す。ｇａｐは、第１の先端部２３と第２の先端部２４との間のギャップ６０のギャップ長を表す。λは、アンテナ２５が送信又は受信する電波の波長を表す。

図２３に示されるように、最短距離Ｄが０．１１７×λであれば、ギャップ長が１ｍｍであるとき、放射効率ηは５０％以上になる。ギャップ長が０．５ｍｍ又は０．１ｍｍであるとき、放射効率ηは５０％未満であるが、ｔａｎδを０．０１よりも小さな値に変更することによって、放射効率ηを５０％以上にすることができる。

また、最短距離Ｄが０．０７×λ以下であれば、「ｔａｎδ＝０．０１且つギャップ長＝０．５ｍｍ」であっても、放射効率ηを５０％以上にすることができる。また、最短距離Ｄが０．０４×λ以下であれば、「ｔａｎδ＝０．０１且つギャップ長＝０．１ｍｍ」であっても、放射効率ηを５０％以上にすることができる。

なお、図２３において、シミュレーション時の各部の寸法は、図９〜図１１を測定したときの上述の値と同じである。

以上、アンテナを実施形態により説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。他の実施形態の一部又は全部との組み合わせや置換などの種々の変形及び改良が、本発明の範囲内で可能である。

本国際出願は、２０１６年４月１５日に出願した日本国特許出願第２０１６−０８１７０６号に基づく優先権を主張するものであり、日本国特許出願第２０１６−０８１７０６号の全内容を本国際出願に援用する。

１２終端
１４グランド
２１給電素子
２２放射素子
２３第１の先端部
２４第２の先端部
２５アンテナ
２６第４の導体エレメント
３０基材部
４１第１の導体エレメント
５１第２の導体エレメント
５２第３の導体エレメント
６０ギャップ

Claims

第１の表面と、前記第１の表面とは反対側対の第２の表面とを有し、誘電正接が０よりも大きく０．０１以下である基材部と、
前記基材部の前記第２の表面側に設けられるグランドプレーンと、
前記グランドプレーンを基準とする給電点に接続された第１の共振器と、
前記基材部の前記第１の表面に設けられ、第１の導体部と前記第１の導体部にギャップを介して容量結合する第２の導体部とを有する第２の共振器とを備え、
前記第２の共振器は、前記第１の共振器によって電磁界結合で非接触に給電され、
前記第２の共振器は、前記基材部の前記第１の表面側からみた平面視で前記グランドプレーンと重ならない、アンテナ。
前記第２の共振器が送信又は受信する電波の波長をλとしたとき、
前記第１の共振器と前記第２の共振器との最短距離は、０よりも大きく０．１１７×λ以下である、請求項１に記載のアンテナ。
前記第２の共振器の形状は、開ループであり、
前記第１の導体部は、前記第２の共振器の一方の先端部を有し、前記第２の導体部は、前記第２の共振器の他方の先端部を有する、請求項１又は２に記載のアンテナ。
前記ギャップは、前記基材部の表面上に位置する、請求項１から３のいずれか一項に記載のアンテナ。
前記ギャップは、前記基材部の内部に位置する、請求項１から３のいずれか一項に記載のアンテナ。
前記基材部の表面上に位置する第３の導体部を備え、
前記第３の導体部は、前記第１の導体部及び前記第２の導体部にギャップを介して容量結合する、請求項１から５のいずれか一項に記載のアンテナ。