JP7320195B2 - アンテナ装置 - Google Patents

Description

本発明は、同軸ケーブルの影響を抑制可能なアンテナ装置に関する。

近年、通信機器の小型化や薄型化に伴い、無線回路基板とアンテナ用基板とを別々に設計し、同軸ケーブルを介して接続するアンテナ装置が検討されている。この場合、同軸ケーブルの影響によりアンテナ性能が大きく左右される場合がある。例えば、グランド面上に同軸ケーブルが引き回される場合、同軸ケーブルをグランド面の延在方向に対して斜め方向に延ばして引き回すと、斜め方向に延在した同軸ケーブルとグランドパターンの斜め方向に流れる高周波電流とが相互に結合し易く、共振周波数のズレが大きく生じてアンテナ性能に影響を及ぼしてしまう。

この対策として、例えば特許文献１では、グランドパターンが、アンテナエレメントの反対側端部からアンテナエレメント側にスリット部が形成されて複数に分岐しているアンテナ装置が提案されている。このアンテナ装置では、グランドパターンへ流れる高周波電流をスリット部により分岐することで、同軸ケーブル側に流れる高周波電流を抑制して同軸ケーブルの引き回しによる影響を低減している。

特開２０１２－２１２９９９号公報

しかしながら、上記従来の技術においても、以下の課題が残されている。
従来、特許文献１のアンテナ装置でも、同軸ケーブルの影響をある程度抑制することが可能であるが、同軸ケーブルの引き回しによる影響をさらに抑制することが要望されている。

本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、同軸ケーブルの引き回しによる影響をより抑制することが可能なアンテナ装置を提供することを目的とする。

本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、第１の発明に係るアンテナ装置は、絶縁性の基板本体と、前記基板本体に金属箔でパターン形成されるグランドパターン及びアンテナエレメントを備え、前記グランドパターンが、グランドに接続されると共に給電点の近傍から一方向に向けて延在する第１グランド延在部と、前記第１グランド延在部の基端から前記一方向に直交する方向に延在する第２グランド延在部とを有し、前記アンテナエレメントが、前記給電点に接続された第１エレメントを備え、前記第１エレメントが、前記第２グランド延在部の途中に基端が接続されて前記一方向とは反対方向に延在する第１延在部を有し、前記第１延在部が、基端側に先端部よりも幅広に形成され前記第２グランド延在部との間に隙間を有して前記第２グランド延在部に沿って形成された幅広部を有し、前記幅広部が、前記第２グランド延在部と前記第１延在部との接続部から離間した位置で前記給電点に接続されていることを特徴とする。

このアンテナ装置では、グランドパターンが、給電点の近傍から一方向に向けて延在する第１グランド延在部と、第１グランド延在部の基端から前記一方向に直交する方向に延在する第２グランド延在部とを有し、幅広部が、第２グランド延在部と第１延在部との接続部から離間した位置で給電点に接続されているので、第１グランド延在部と第２グランド延在部とに高周波電流が分かれて流れると共に、幅広部からの高周波電流も幅広部と第２グランド延在部との間で生じた浮遊容量により第２グランド延在部に途中から流れる。
すなわち、互いに直交した第１グランド延在部と第２グランド延在部とに高周波電流が分岐されて流れると共に、幅広部によって第２グランド延在部との間に浮遊容量が生じることで、アンテナエレメントに流れる高周波電流の一部も幅広部から第２グランド延在部の途中へ流れる。したがって、互いに直交する第１グランド延在部と第２グランド延在部とに分かれて高周波電流が強く流れ、グランドパターンを斜め方向（第１グランド延在部及び第２グランド延在部に対して斜め方向）に流れる高周波電流の成分が無くなることで、グランドに流れる高周波電流が分岐されると共に、斜め方向に引き回した同軸ケーブルと相互に結合し難くなり、同軸ケーブルの引き回しの影響をより抑制することが可能になる。このように幅広部で得られる浮遊容量によってグランドパターンに流れる高周波電流の流れを分けてコントロールすることで、同軸ケーブルの引き回し位置に影響され難く、アンテナ性能を安定化することができる。

第２の発明に係るアンテナ装置は、第１の発明において、前記アンテナエレメントが、前記第１延在部に接続された第２エレメントを備え、前記第２エレメントが、前記第１延在部の途中から前記第２グランド延在部に沿って延在する第２延在部と、前記第２延在部の先端から前記第１延在部に沿って延在する第３延在部とを有していることを特徴とする。
すなわち、このアンテナ装置では、第２エレメントが、第１延在部の途中から第２グランド延在部に沿って延在する第２延在部と、第２延在部の先端から第１延在部に沿って延在する第３延在部とを有しているので、第１延在部と第３延在部との間で浮遊容量を生じさせ、第１エレメントを主とする共振周波数とは別の共振周波数で発振することができ、複共振化が可能である。

第３の発明に係るアンテナ装置は、第２の発明において、前記グランドパターンが、前記第２グランド延在部から前記第３延在部の基端に向けて突出したグランド突出部を有していることを特徴とする。
すなわち、このアンテナ装置では、グランドパターンが、第２グランド延在部から第３延在部の基端に向けて突出したグランド突出部を有しているので、グランド突出部と第３延在部との間に発生した浮遊容量を介して更に別の共振周波数を発生させることができ、３つの共振周波数での複共振化が可能になる。

第４の発明に係るアンテナ装置は、第２又は第３の発明において、前記グランドパターンが、前記第２グランド延在部の先端から前記第１グランド延在部に沿って延在する第３グランド延在部を有していることを特徴とする。
すなわち、このアンテナ装置では、グランドパターンが、第２グランド延在部の先端から第１グランド延在部に沿って延在する第３グランド延在部を有しているので、第３グランド延在部にも高周波電流が流れることで、同軸ケーブルの引き回し位置による影響を抑制すると共に、グランド長さ、面積が広くなる事から、帯域を拡げることができる。

第５の発明に係るアンテナ装置は、第４の発明において、前記第１グランド延在部が、前記第３グランド延在部よりも長く延在していることを特徴とする。
すなわち、このアンテナ装置では、第１グランド延在部が、第３グランド延在部よりも長く延在しているので、互いに長さが異なることで第１グランド延在部と第３グランド延在部とが互いに結合し難くなる。

第６の発明に係るアンテナ装置は、第１から第５の発明のいずれかにおいて、前記グランドパターンが、前記第１グランド延在部の先端から前記第２グランド延在部に沿って延在する第４グランド延在部と、前記第４グランド延在部の先端から前記給電点側に向けて前記第１グランド延在部に沿って延在する第５グランド延在部とを有していることを特徴とする。
すなわち、このアンテナ装置では、グランドパターンが、第１グランド延在部の先端から第２グランド延在部に沿って延在する第４グランド延在部と、第４グランド延在部の先端から給電点側に向けて第１グランド延在部に沿って延在する第５グランド延在部とを有しているので、第４グランド延在部を介して折り返された第５グランド延在部の長さによって共振周波数を調整することができると共に、折り返すことで小型化を図ることができる。

第７の発明に係るアンテナ装置は、第１から第６の発明のいずれかにおいて、前記第１エレメントが、前記第１延在部の先端から前記第２グランド延在部に沿って延在する第４延在部を有していることを特徴とする。
すなわち、このアンテナ装置では、第１エレメントが、第１延在部の先端から第２グランド延在部に沿って延在する第４延在部を有しているので、第４延在部の長さを変えることでアンテナ長が変わり、共振周波数を調整することができる。

第８の発明に係るアンテナ装置は、第７の発明において、前記第１エレメントが、前記第４延在部の先端から前記第１延在部に沿って前記給電点側に向けて延在する第５延在部を有していることを特徴とする。
すなわち、このアンテナ装置では、第１エレメントが、第４延在部の先端から第１延在部に沿って給電点側に向けて延在する第５延在部を有しているので、第４延在部を介して折り返された第５延在部と第１延在部との間にも浮遊容量が生じて共振周波数及びインピーダンスの調整を行うことが可能になると共に、折り返すことで小型化を図ることができる。

第９の発明に係るアンテナ装置は、第７又は第８の発明において、前記第４延在部が、前記第１延在部よりも幅広に形成されていることを特徴とする。
すなわち、このアンテナ装置では、第４延在部が、第１延在部よりも幅広に形成されているので、幅広な第４延在部によって幅広部との間に大きな浮遊容量が生じて共振周波数及びインピーダンスの調整を行うことが可能になる。

第１０の発明に係るアンテナ装置は、第１から第９の発明のいずれかにおいて、前記第１延在部の途中に誘電体アンテナのアンテナ素子が接続されていることを特徴とする。
すなわち、このアンテナ装置では、第１延在部の途中に誘電体アンテナのアンテナ素子が接続されているので、所望の共振周波数に自己共振しないローディング素子のアンテナ素子によってエレメント長の短縮化及び高インピーダンス化と、浮遊容量の増大とが可能になり、複共振化の調整が容易になると共に小型化とアンテナ特性の向上とを図ることができる。

第１１の発明に係るアンテナ装置は、第１から第１０の発明のいずれかにおいて、前記第１延在部の途中に、受動素子が接続されていることを特徴とする。
すなわち、このアンテナ装置では、第１延在部の途中に、受動素子が接続されているので、受動素子の選択によって、共振周波数をフレキシブルに調整可能であり、設計条件に応じた複共振化が可能なアンテナ装置を得ることができる。このように、アンテナ構成上、共振周波数をフレキシブルに調整できるため、共振周波数の入れ替えが可能になり、用途や機器に応じて受動素子等による調整箇所を変更可能になっている。

本発明によれば、以下の効果を奏する。
本発明のアンテナ装置によれば、グランドパターンが、給電点の近傍から互いに直交する第１グランド延在部と第２グランド延在部とを有し、第１延在部の基端部が、先端側よりも幅広に形成された幅広部を有し、幅広部が、給電点から離間した位置で第２グランド延在部の途中に接続されているので、第１グランド延在部と第２グランド延在部とに高周波電流が分かれて流れると共に、幅広部からの高周波電流も幅広部で生じた浮遊容量により第２グランド延在部に途中から流れ、給電点に接続される同軸ケーブルの影響をより抑制することができる。
したがって、本発明のアンテナ装置では、同軸ケーブルの引き回しの影響をさらに抑制することができ、同軸ケーブルの多様な配線方向に対して安定したアンテナ性能を得ることができる。

本発明に係るアンテナ装置の第１実施形態において、各エレメントの位置関係を示す平面図である。 本実施形態において、各共振周波数に寄与する主な領域を示す配線図である。 本実施形態において、アンテナ装置で生じる浮遊容量を示す配線図である。 本実施形態において、ＶＳＷＲ特性（電圧定在波比）を示すグラフである。 本実施形態において、アンテナ素子を示す斜視図（ａ）、平面図（ｂ）、正面図（ｃ）及び底面図（ｄ）である。 本実施形態において、同軸ケーブルを接続した状態のアンテナ装置を示す平面図である。 本実施形態において、ケーブル状態を変えた際のＶＳＷＲ特性（電圧定在波比）を示すグラフである。 本実施形態の比較例において、同軸ケーブルを接続した状態のアンテナ装置を示す平面図である。 本実施形態の比較例において、ケーブル状態を変えた際のＶＳＷＲ特性（電圧定在波比）を示すグラフである。 本発明に係るアンテナ装置の第２実施形態において、各エレメントの位置関係を示す平面図である。

以下、本発明に係るアンテナ装置の第１実施形態を、図１から図９を参照しながら説明する。

本実施形態におけるアンテナ装置１は、図１及び図２に示すように、絶縁性の基板本体２と、基板本体２に銅箔等の金属箔でパターン形成されるグランドパターンＧ及びアンテナエレメントＡＥを備えている。
上記グランドパターンＧは、グランドに接続されると共に給電点ＦＰの近傍から一方向に向けて延在する第１グランド延在部Ｇ１と、第１グランド延在部Ｇ１の基端から前記一方向に直交する方向に延在する第２グランド延在部Ｇ２とを有している。

上記アンテナエレメントＡＥは、給電点ＦＰに接続された第１エレメント３を備えている。
上記第１エレメント３は、第２グランド延在部Ｇ２の途中に基端が接続されて前記一方向とは反対方向に延在する第１延在部Ｅ１を有している。
上記第１延在部Ｅ１は、基端側に先端部よりも幅広に形成され第２グランド延在部Ｇ２との間に隙間を有して第２グランド延在部Ｇ２に沿って形成された幅広部Ｅ１ａを有している。

上記幅広部Ｅ１ａは、第２グランド延在部Ｇ２と第１延在部Ｅ１との接続部から離間した位置で給電点ＦＰに接続されている。
本実施形態の幅広部Ｅ１ａは、第１延在部Ｅ１から第２グランド延在部Ｇ２の基端方向に向かって突出しており、突出した先端角部に給電点ＦＰが設定されている。

上記アンテナエレメントＡＥは、第１延在部Ｅ１に接続された第２エレメント４を備えている。
上記第２エレメント４は、第１延在部Ｅ１の途中から第２グランド延在部Ｇ２に沿って延在する第２延在部Ｅ２と、第２延在部Ｅ２の先端から第１延在部Ｅ１に沿って延在する第３延在部Ｅ３とを有している。

グランドパターンＧは、第２グランド延在部Ｇ２から第３延在部Ｅ３の基端に向けて突出したグランド突出部Ｇｔを有している。
また、グランドパターンＧは、第２グランド延在部Ｇ２の先端から第１グランド延在部Ｇ１に沿って延在する第３グランド延在部Ｇ３を有している。
上記第３グランド延在部Ｇ３の先端には、第１グランド延在部Ｇ１に向けて延在する第４グランド延在部Ｇ６が接続されている。
上記第１グランド延在部Ｇ１は、第３グランド延在部Ｇ３よりも長く延在している。

グランドパターンＧは、第１グランド延在部Ｇ１の先端から第２グランド延在部Ｇ２に沿って延在する第４グランド延在部Ｇ４と、第４グランド延在部Ｇ４の先端から給電点ＦＰ側に向けて第１グランド延在部Ｇ１に沿って延在する第５グランド延在部Ｇ５とを有している。
すなわち、第１グランド延在部Ｇ１，第４グランド延在部Ｇ４及び第５グランド延在部は、コ字状に折り返されている。

上記第１エレメント３は、第１延在部Ｅ１の先端から第２グランド延在部Ｇ２に沿って延在する第４延在部Ｅ４と、第４延在部Ｅ４の先端から第１延在部Ｅ１に沿って給電点ＦＰ側に向けて延在する第５延在部Ｅ５とを有している。
すなわち、第１エレメント３の先端側は、コ字状に折り返されている。

上記第１延在部Ｅ１の途中には、誘電体アンテナのアンテナ素子ＡＴが接続されている。
なお、アンテナ素子ＡＴは、第１延在部Ｅ１の幅広部Ｅ１ａよりも先端側に接続されている。
上記アンテナ素子ＡＴは、所望の共振周波数に自己共振しないローディング素子であって、例えば図５に示すように、セラミックス等の誘電体１２１の表面にＡｇ等の導体パターン１２２が形成されたチップアンテナである。
このアンテナ素子ＡＴは、共振周波数等の設定に応じて、その長さ、幅、導体パターン等が異なる素子を選択しても構わない。また、所望の周波数によっては、アンテナ素子ＡＴに使用している誘電体１２１を、磁性体、若しくは誘電体と磁性体とを混合した複合材料としても構わない。

上記第１延在部Ｅ１の途中には、第１受動素子Ｐ１が接続されている。この第１受動素子Ｐ１は、幅広部Ｅ１ａより先端側に接続されている。
また、第２延在部Ｅ２には第２受動素子Ｐ２が接続されている。すなわち、幅広部Ｅ１ａの途中には、第２受動素子Ｐ２を介して第３延在部Ｅ３の基端が接続されている。
さらに、第１延在部Ｅ１と第２グランド延在部Ｇ２とは、第３受動素子Ｐ３を介して接続されている。
上記各受動素子は、例えばインダクタ、コンデンサ、抵抗又はジャンパー線が採用される。

上記基板本体２は、一般的なプリント基板であって、本実施形態では、ガラスエポキシ樹脂等からなるプリント基板を採用している。
なお、グランドパターンＧの領域には、回路部品等を実装しても構わない。
上記給電点ＦＰは、同軸ケーブルを介して別のメイン基板等に設けられた高周波回路（図示略）の給電点に接続される。
同軸ケーブルのグランド線は、給電点ＦＰ近傍（第１グランド延在部Ｇ１の基端）に接続されると共に、同軸ケーブルの芯線が給電点ＦＰに接続される。

本実施形態のアンテナ装置１では、以下のように浮遊容量が発生する。
すなわち、図３に示すように、第１延在部Ｅ１と第５延在部Ｅ５との間の浮遊容量Ｃａと、第５延在部Ｅ５とアンテナ素子ＡＴとの間の浮遊容量Ｃｂと、第５延在部Ｅ５と幅広部Ｅ１ａとの間の浮遊容量Ｃｃと、第３延在部Ｅ３と第１延在部Ｅ１との間の浮遊容量Ｃｄと、幅広部Ｅ１ａと第２グランド延在部Ｇ２との間の浮遊容量Ｃｅと、第３延在部Ｅ３とグランド突出部Ｇｔとの間の浮遊容量Ｃｆと、グランド突出部Ｇｔと幅広部Ｅ１ａとの間の浮遊容量Ｃｇとが発生可能である。

次に、本実施形態のアンテナ装置１における各共振周波数について説明する。
本実施形態のアンテナ装置１では、図４に示すように、周波数の低い方から、第１の共振周波数ｆ１，第２の共振周波数ｆ２及び第３の共振周波数ｆ３の順に３つの周波数帯に複共振化される。
なお、この測定においては、各受動素子は以下のものを用いた。
第１受動素子Ｐ１：Ｌ＝５．６ｎＨのインダクタ
第２受動素子Ｐ２：Ｌ＝３．３ｎＨのインダクタ
第３受動素子Ｐ３：Ｌ＝１２ｎＨのインダクタ

「第１の共振周波数ｆ１について」
上記第１の共振周波数ｆ１の周波数は、アンテナ素子ＡＴを含む第１エレメント３，第１グランド延在部Ｇ１，第４グランド延在部Ｇ４及び第５グランド延在部Ｇ５により設定および調整することができる。
また、第１の共振周波数ｆ１のインピーダンス調整は、浮遊容量Ｃａ～Ｃｅの各浮遊容量の設定で行うことができる。
さらに、最終的な周波数調整は、第１受動素子Ｐ１の選択によりフレキシブルに行うことが可能である。
このように第１の共振周波数ｆ１は、主に図２中の一点鎖線Ａ１の部分で調整される。

「第２の共振周波数ｆ２について」
上記第２の共振周波数ｆ２の周波数は、第２エレメント４（第３延在部Ｅ３），第２グランド延在部Ｇ２，幅広部Ｅ１ａ，グランド突出部Ｇｔ，第３グランド延在部Ｇ３及び第６グランド延在部Ｇ６により設定および調整することができる。
また、第２の共振周波数ｆ２のインピーダンス調整は、浮遊容量Ｃｄ～Ｃｆの各浮遊容量の設定で行うことができる。
さらに、最終的な周波数調整は、第２受動素子Ｐ２の選択によりフレキシブルに行うことが可能である。
このように第２の共振周波数ｆ２は、主に図２中の二点鎖線Ａ２の部分で調整される。

「第３の共振周波数ｆ３について」
上記第３の共振周波数ｆ３の周波数は、第２グランド延在部Ｇ２，グランド突出部Ｇｔ，第３グランド延在部Ｇ３及び第６グランド延在部Ｇ６により設定および調整することができる。
また、第３の共振周波数ｆ３のインピーダンス調整は、浮遊容量Ｃｅ～Ｃｇの各浮遊容量の設定で行うことができる。
さらに、最終的な周波数調整は、浮遊容量Ｃｆによりフレキシブルに行うことが可能である。
このように第３の共振周波数ｆ３は、主に図２中の破線Ａ３の部分で調整される。

なお、各共振周波数ｆ１～ｆ３における最終的なインピーダンス調整は、第３受動素子Ｐ３の選択によりグランドパターンＧ（第２グランド延在部Ｇ２）側に流れる高周波電流の流れをコントロールすることで、フレキシブルに行うことが可能である。

本実施形態のアンテナ装置１において、図６に示すように、同軸ケーブルＣの芯線を給電点ＦＰに接続すると共に同軸ケーブルＣのグランド線を第１グランド延在部Ｇ１の基端に接続し、同軸ケーブルＣの引き回し方向を変えてＶＳＷＲ特性を評価した結果を、図７に示す。
同軸ケーブルＣを図６に示す方向Ｙ１に延在させた場合を「ケーブル状態＃０１」とし、また同軸ケーブルＣを第１グランド延在部Ｇ１と同じ方向Ｙ２に延在させた場合を「ケーブル状態＃０２」とし、さらに同軸ケーブルＣを第３グランド延在部Ｇ３に対して斜め方向Ｙ３に延在させた場合を「ケーブル状態＃０３」とした。

図７からわかるように、同軸ケーブルＣの引き回し方向を変えても、Low Bandの第１の共振周波数が２０ＭＨｚだけシフトする共にＶＳＷＲが０．２劣化し、High Bandの第２及び第３の共振周波数も５５ＭＨｚシフトすると共にＶＳＷＲが０．２劣化した。

上記実施形態に対して比較例として、図８に示すように、グランドパターンを広い帯状（長方形のベタ状）のグランドパターンＧ０だけとしたものを同様に評価した結果を、図９に示す。
図９からわかるように、同軸ケーブルＣの引き回し方向を変えると、Low Bandの第１の共振周波数が４０ＭＨｚシフトすると共にＶＳＷＲも１．０劣化し、High Bandの第２及び第３の共振周波数も２８０ＭＨｚシフトすると共にＶＳＷＲも０．６劣化した。

このように、比較例では広い帯状のグランドパターンＧ０であるために、同軸ケーブルＣのグランド線が接続された給電点ＦＰ近傍から高周波電流（電流Ｉ４）が斜め方向に拡がって流れるため、同軸ケーブルＣとの間で結合し易く、同軸ケーブルＣの延在方向に応じて強く影響を受け、共振周波数やＶＳＷＲも大きく変化している。

しかしながら、本実施形態のアンテナ装置１では、図６に示すように、同軸ケーブルＣのグランド線が接続された給電点ＦＰ近傍から高周波電流が第１グランド延在部Ｇ１に流れる電流Ｉ１と、第２グランド延在部Ｇ２に流れる電流Ｉ２とに分かれると共に、給電点ＦＰからの高周波電流の一部の電流Ｉ３が幅広部Ｅ１ａを介して第２グランド延在部Ｇ２の途中に流れて電流Ｉ２と合流する。このため、上記斜め方向の電流Ｉ４が無く、同軸ケーブルＣの延在方向が変化しても、同軸ケーブルＣの影響を受け難い。このため、本実施形態のアンテナ装置１では、上記各共振周波数でも変化量が比較例の半分以下であると共に、ＶＳＷＲの劣化量も比較例の半分以下であった。

このように本実施形態のアンテナ装置１では、グランドパターンＧが、給電点ＦＰの近傍から一方向に向けて延在する第１グランド延在部Ｇ１と、第１グランド延在部Ｇ１の基端から前記一方向に直交する方向に延在する第２グランド延在部Ｇ２とを有し、幅広部Ｅ１ａが、第２グランド延在部Ｇ２と第１延在部Ｅ１との接続部から離間した位置で給電点ＦＰに接続されているので、第１グランド延在部Ｇ１と第２グランド延在部Ｇ２とに高周波電流が分かれて流れると共に、幅広部Ｅ１ａからの高周波電流も幅広部Ｅ１ａと第２グランド延在部Ｇ２との間で生じた浮遊容量Ｃｅにより第２グランド延在部Ｇ２に途中から流れる。

すなわち、互いに直交した第１グランド延在部Ｇ１と第２グランド延在部Ｇ２とに高周波電流が分岐されて流れると共に、幅広部Ｅ１ａによって第２グランド延在部Ｇ２との間に浮遊容量Ｃｅが生じることで、アンテナエレメントＡＥに流れる高周波電流の一部も幅広部Ｅ１ａから第２グランド延在部Ｇ２の途中へ流れる。

したがって、互いに直交する第１グランド延在部Ｇ１と第２グランド延在部Ｇ２とに分かれて高周波電流が強く流れ、グランドパターンＧを斜め方向（第１グランド延在部Ｇ１及び第２グランド延在部Ｇ２に対して斜め方向）に流れる高周波電流の成分が無くなることで、グランドに流れる高周波電流が分岐されると共に、斜め方向に引き回した同軸ケーブルＣと相互に結合し難くなり、同軸ケーブルＣの引き回しの影響をより抑制することが可能になる。このように幅広部Ｅ１ａで得られる浮遊容量ＣｅによってグランドパターンＧに流れる高周波電流の流れを分けてコントロールすることで、同軸ケーブルＣの引き回し位置に影響され難く、アンテナ性能を安定化することができる。

また、第２エレメント４が、第１延在部Ｅ１の途中から第２グランド延在部Ｇ２に沿って延在する第２延在部Ｅ２と、第２延在部Ｅ２の先端から第１延在部Ｅ１に沿って延在する第３延在部Ｅ３とを有しているので、第１延在部Ｅ１と第３延在部Ｅ３との間で浮遊容量Ｃｄを生じさせ、第１エレメント３を主とする共振周波数とは別の共振周波数で発振することができ、複共振化が可能である。
さらに、グランドパターンＧが、第２グランド延在部Ｇ２から第３延在部Ｅ３の基端に向けて突出したグランド突出部Ｇｔを有しているので、グランド突出部Ｇｔと第３延在部Ｅ３との間に発生した浮遊容量を介して更に別の共振周波数を発生させることができ、３つの共振周波数での複共振化が可能になる。

また、グランドパターンＧが、第２グランド延在部Ｇ２の先端から第１グランド延在部Ｇ１に沿って延在する第３グランド延在部Ｇ３を有しているので、第３グランド延在部Ｇ３にも高周波電流が流れることで、同軸ケーブルの引き回し位置による影響を抑制すると共に、グランド長さ、面積が広くなる事から、帯域を拡げることができる。
また、第１グランド延在部Ｇ１が、第３グランド延在部Ｇ３よりも長く延在しているので、互いに長さが異なることで第１グランド延在部Ｇ１と第３グランド延在部Ｇ３とが互いに結合し難くなる。

また、グランドパターンＧが、第１グランド延在部Ｇ１の先端から第２グランド延在部Ｇ２に沿って延在する第４グランド延在部Ｇ４と、第４グランド延在部Ｇ４の先端から給電点ＦＰ側に向けて第１グランド延在部Ｇ１に沿って延在する第５グランド延在部Ｇ５とを有しているので、第４グランド延在部Ｇ４を介して折り返された第５グランド延在部Ｇ５の長さによって共振周波数を調整することができると共に、折り返すことで小型化を図ることができる。

また、第１エレメント３が、第１延在部Ｅ１の先端から第２グランド延在部Ｇ２に沿って延在する第４延在部Ｅ４と、第４延在部Ｅ４の先端から第１延在部Ｅ１に沿って給電点ＦＰ側に向けて延在する第５延在部Ｅ５とを有しているので、第４延在部Ｅ４を介して折り返された第５延在部Ｅ５と第１延在部Ｅ１との間にも浮遊容量が生じて共振周波数及びインピーダンスの調整を行うことが可能になると共に、折り返すことで小型化を図ることができる。

なお、第１延在部Ｅ１の途中に誘電体アンテナのアンテナ素子ＡＴが接続されているので、所望の共振周波数に自己共振しないローディング素子のアンテナ素子ＡＴによってエレメント長の短縮化及び高インピーダンス化と、浮遊容量の増大とが可能になり、複共振化の調整が容易になると共に小型化とアンテナ特性の向上とを図ることができる。
また、第１延在部Ｅ１の途中に、第１受動素子Ｐ１が接続されているので、受動素子の選択によって、共振周波数をフレキシブルに調整可能であり、設計条件に応じた複共振化が可能なアンテナ装置を得ることができる。このように、アンテナ構成上、共振周波数をフレキシブルに調整できるため、共振周波数の入れ替えが可能になり、用途や機器に応じて受動素子による調整箇所を変更可能になっている。

次に、本発明に係るアンテナ装置の第２実施形態について、図１０を参照して以下に説明する。なお、以下の実施形態の説明において、上記実施形態において説明した同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。

第２実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態では、第１エレメント３が、第４延在部Ｅ４に接続された第５延在部Ｅ５を有しているのに対し、第２実施形態のアンテナ装置２１では、図１０に示すように、第１エレメント３が第５延在部Ｅ５を有せず、第１延在部Ｅ１よりも幅広な第４延在部Ｅ２４を有していることである。
すなわち、第２実施形態では、第４延在部Ｅ２４が、幅広な矩形状とされている。

このように第２実施形態のアンテナ装置２１では、第４延在部Ｅ２４が、第１延在部Ｅ１よりも幅広に形成されているので、幅広な第４延在部Ｅ２４によって幅広部Ｅ１ａとの間に大きな浮遊容量が生じて共振周波数及びインピーダンスの調整を行うことが可能になる。

なお、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることができる。
例えば、上記実施形態では、第１延在部にアンテナ素子を設けているが、第３延在部等にアンテナ素子を設けてエレメントの短縮化を行い、装置全体の小型化を図っても構わない。

また、上述したようにアンテナ素子を接続してエレメントの一部とすることが好ましいが、アンテナ素子を接続せずに、銅箔等の金属箔のみで延在した第１延在部でも構わない。この際、高インピーダンス化するために、第１延在部の少なくとも一部を他の部分よりも幅狭の細いパターンにしたり、ジグザグに折り返しながら全体として一定方向に延在するミアンダパターンとしたりすることが好ましい。

さらに、基板サイズに余裕がある場合には、上記エレメントの一部を線状若しくは板状の金属を折り返した形状のパターンに置き換えても構わない。また、同一の基板本体の表裏面に対してスルーホールを用いて、螺旋状などの形状に旋回させたパターンにしても構わない。

１，２１…アンテナ装置、２…基板本体、３…第１エレメント、４…第２エレメント、ＡＴ…アンテナ素子、Ｅ１…第１延在部、Ｅ１ａ…幅広部、Ｅ２…第２延在部、Ｅ３…第３延在部、Ｅ４，Ｅ２４…第４延在部、Ｅ５…第５延在部、Ｇ…グランドパターン、Ｇ１…第１グランド延在部、Ｇ２…第２グランド延在部、Ｇ３…第３グランド延在部、Ｇ４…第４グランド延在部、Ｇ５…第５グランド延在部、Ｇ６…第６グランド延在部、Ｐ１…第１受動素子、Ｐ２…第２受動素子、Ｐ３…第３受動素子、ＦＰ…給電点

Claims (11)

1. 絶縁性の基板本体と、
   前記基板本体に金属箔でパターン形成されるグランドパターン及びアンテナエレメントを備え、
   前記グランドパターンが、グランドに接続されると共に給電点の近傍から一方向に向けて延在する第１グランド延在部と、
   前記第１グランド延在部の基端から前記一方向に直交する方向に延在する第２グランド延在部とを有し、
   前記アンテナエレメントが、前記給電点に接続された第１エレメントを備え、
   前記第１エレメントが、前記第２グランド延在部の途中に基端が接続されて前記一方向とは反対方向に延在する第１延在部を有し、
   前記第１延在部が、基端側に先端部よりも幅広に形成され前記第２グランド延在部との間に隙間を有して前記第２グランド延在部に沿って形成された幅広部を有し、
   前記幅広部が、前記第２グランド延在部と前記第１延在部との接続部から離間した位置で前記給電点に接続されていることを特徴とするアンテナ装置。
2. 請求項１に記載のアンテナ装置において、
   前記アンテナエレメントが、前記第１延在部に接続された第２エレメントを備え、
   前記第２エレメントが、前記第１延在部の途中から前記第２グランド延在部に沿って延在する第２延在部と、
   前記第２延在部の先端から前記第１延在部に沿って延在する第３延在部とを有していることを特徴とするアンテナ装置。
3. 請求項２に記載のアンテナ装置において、
   前記グランドパターンが、前記第２グランド延在部から前記第３延在部の基端に向けて突出したグランド突出部を有していることを特徴とするアンテナ装置。
4. 請求項２又は３に記載のアンテナ装置において、
   前記グランドパターンが、前記第２グランド延在部の先端から前記第１グランド延在部に沿って延在する第３グランド延在部を有していることを特徴とするアンテナ装置。
5. 請求項４に記載のアンテナ装置において、
   前記第１グランド延在部が、前記第３グランド延在部よりも長く延在していることを特徴とするアンテナ装置。
6. 請求項１から５のいずれか一項に記載のアンテナ装置において、
   前記グランドパターンが、前記第１グランド延在部の先端から前記第２グランド延在部に沿って延在する第４グランド延在部と、
   前記第４グランド延在部の先端から前記給電点側に向けて前記第１グランド延在部に沿って延在する第５グランド延在部とを有していることを特徴とするアンテナ装置。
7. 請求項１から６のいずれか一項に記載のアンテナ装置において、
   前記第１エレメントが、前記第１延在部の先端から前記第２グランド延在部に沿って延在する第４延在部を有していることを特徴とするアンテナ装置。
8. 請求項７に記載のアンテナ装置において、
   前記第１エレメントが、前記第４延在部の先端から前記第１延在部に沿って前記給電点側に向けて延在する第５延在部を有していることを特徴とするアンテナ装置。
9. 請求項７又は８に記載のアンテナ装置において、
   前記第４延在部が、前記第１延在部よりも幅広に形成されていることを特徴とするアンテナ装置。
10. 請求項１から９のいずれか一項に記載のアンテナ装置において、
    前記第１延在部の途中に誘電体アンテナのアンテナ素子が接続されていることを特徴とするアンテナ装置。
11. 請求項１から１０のいずれか一項に記載のアンテナ装置において、
    前記第１延在部の途中に、受動素子が接続されていることを特徴とするアンテナ装置。

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