JPWO2008016138A1

JPWO2008016138A1 - アンテナ装置

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Publication number: JPWO2008016138A1
Application number: JP2008527802A
Authority: JP
Inventors: 宮下　功寛; 功寛宮下; 吉川　嘉茂; 嘉茂吉川
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2006-08-03
Filing date: 2007-08-03
Publication date: 2009-12-24
Anticipated expiration: 2027-08-03
Also published as: CN101501928B; KR101058595B1; JP5210865B2; CN101501928A; WO2008016138A1; TW200820498A; US7969372B2; EP2051328A1; EP2051328A4; US20090315792A1; KR20090038443A

Abstract

アンテナ装置の微小ループアンテナ素子は、所定のループ面を有し、上記ループ面に平行な第１の偏波成分を放射する複数のループアンテナ部と、上記ループ面と直交する方向に設けられ、上記複数のループアンテナ部を接続し、上記第１の偏波成分と直交する第２の偏波成分を放射する少なくとも１本の接続導体とを含む。上記アンテナ装置を導体板に近接した場合において、上記アンテナ装置と上記導体板との距離を変化したときの、上記第１の偏波成分のアンテナ利得の最大値と上記第２の偏波成分のアンテナ利得の最大値とを実質的に同一にすることにより、上記距離にかかわらず、上記第１の偏波成分と上記第２の偏波成分との合成成分を実質的に一定とする。

Description

本発明は、微小ループアンテナ素子を用いたアンテナ装置及び上記アンテナ装置を用いたアンテナシステムに関する。

近年、情報セキュリティの確保のため、無線通信システムによる個人認証技術の開発が進められている。具体的には、使用者が無線通信装置を所持し、パーソナルコンピュータ、携帯電話機、車両などの対象物にも無線通信装置が備えられ、当該無線通信システムにより常時認証を行う。対象物が使用者の周囲一定範囲内に入ったとき、対象物の制御を可能にする。一方、対象物が使用者の周囲一定範囲から外れたときは、対象物の制御を不能にする。使用者の周囲一定範囲に対象物があるかどうか判断するために、無線による認証通信時に対象物と使用者の距離を無線通信装置により測定する必要がある。

また、最も簡易な距離測定の方法として受信電界強度による測定がある。距離測定のための特別な回路を必要とせず、無線認証のための無線通信装置を利用して距離が測定できる。しかしながら、使用者が無線通信装置又は認証キー装置を所持するため、搭載されているアンテナの利得が人体など導体の影響を強く受ける。また、マルチパス環境で使用するとフェージングの影響を受ける。

以上の理由により、周囲の環境により受信電界強度が急激に低下する現象が起こる。これにより、距離の増大に伴い受信電界強度が低下するという距離と受信電界強度の関係が崩れ、距離測定の精度が大きく劣化する。また認証通信における所要アンテナの利得を下回り、通信品質の低下を引き起こす。従来は、導体によるアンテナへの影響を回避する方法として、導体がアンテナに接近しても利得が急激に低下することを防ぐため、導体に対してループ面が垂直である構造をした微小ループアンテナを使用する方法（例えば、特許文献１の図１、及び特許文献２の図２参照。）が提案されている。また、フェージングの影響を防ぐ方法としては、異なる偏波成分を放射する方法（例えば、特許文献１の図４参照。）が提案されている。

特開２０００−２４４２１９号公報。特開２００５−１０９６０９号公報。国際公開ＷＯ２００４／０７０８７９号公報。電子情報通信学会編，"アンテナ工学ハンドブック"，ｐｐ．５９−６３、オーム社，第１版，１９８０年１０月３０日発行。

しかしながら、特許文献１及び２の方法ではアンテナの利得が、導体がアンテナに接近した場合と離れた場合で変化するため、アンテナから導体までの距離にかかわらず一定のアンテナの利得を得ることができないという問題点があった。特に、特許文献１の方法ではフェージングの影響は回避できても、導体との距離によるアンテナの利得の変動を回避することはできないという問題点があった。

本発明の第１の目的は以上の問題点を解決し、アンテナ装置から導体までの距離にかかわらず実質的に一定の利得を得ることができ、かつ通信品質の低下を防止できる微小ループアンテナ素子を用いたアンテナ装置を提供することにある。

本発明の第２の目的は以上の問題点を解決し、アンテナ装置と導体との間の距離が変化したときに認証キー装置のアンテナの利得変動が小さく、かつフェージングの影響を回避できる、認証キー用アンテナ装置と対象機器用アンテナ装置を備えたアンテナシステムを提供することにある。

第１の発明に係るアンテナ装置は、
所定の微小長さ及び２個の給電点を有する微小ループアンテナ素子と、
所定の振幅差及び所定の位相差を有する２つの平衡無線信号をそれぞれ上記微小ループアンテナ素子の２つの給電点に対して給電する平衡信号給電手段とを備えたアンテナ装置であって、
上記微小ループアンテナ素子は、
所定のループ面を有し、上記ループ面に平行な第１の偏波成分を放射する複数のループアンテナ部と、
上記ループ面と直交する方向に設けられ、上記複数のループアンテナ部を接続し、上記第１の偏波成分と直交する第２の偏波成分を放射する少なくとも１本の接続導体とを備え、
上記アンテナ装置を導体板に近接した場合において、上記アンテナ装置と上記導体板との距離を変化したときの、上記第１の偏波成分のアンテナ利得の最大値と上記第２の偏波成分のアンテナ利得の最大値とを実質的に同一にすることにより、上記距離にかかわらず、上記第１の偏波成分と上記第２の偏波成分との合成成分を実質的に一定とする設定手段を備えたことを特徴とする。

上記アンテナ装置において、上記設定手段は、上記距離を変化したときの、上記第１の偏波成分のアンテナ利得の最大値と上記第２の偏波成分のアンテナ利得の最大値とを実質的に同一にするように、上記振幅差と上記位相差とのうちの少なくとも一方を設定したことを特徴とする。

また、上記アンテナ装置において、上記設定手段は、上記距離を変化したときの、上記第１の偏波成分のアンテナ利得の最大値と上記第２の偏波成分のアンテナ利得の最大値とを実質的に同一にするように、上記振幅差と上記位相差とのうちの少なくとも一方を制御する制御手段を備えたことを特徴とする。

さらに、上記アンテナ装置において、上記設定手段は、上記距離を変化したときの、上記第１の偏波成分のアンテナ利得の最大値と上記第２の偏波成分のアンテナ利得の最大値とを実質的に同一にするように、上記微小ループアンテナ素子の寸法と、上記微小ループアンテナ素子の巻数と、上記各ループアンテナ部の間隔とのうちの少なくとも一方を設定したことを特徴とする。

また、上記アンテナ装置において、上記微小ループアンテナ素子は、上記ループ面に平行に設けられた第１と第２と第３のループアンテナ部を含み、
上記第１のループアンテナ部は、それぞれ半回巻である第１と第２の半分ループアンテナ部を含み、
上記第２のループアンテナ部は、それぞれ半回巻である第３と第４の半分ループアンテナ部を含み、
上記第３のループアンテナ部は１回巻であり、
上記ループ面に直交する方向に設けられ、上記第１の半分ループアンテナ部と上記第４の半分ループアンテナ部とを接続する第１の接続導体部と、
上記ループ面に直交する方向に設けられ、上記第２の半分ループアンテナ部と上記第３の半分ループアンテナ部とを接続する第２の接続導体部と、
上記ループ面に直交する方向に設けられ、上記第３のループアンテナ部と上記第４の半分ループアンテナ部とを接続する第３の接続導体部と、
上記ループ面に直交する方向に設けられ、上記第３のループアンテナ部と上記第３の半分ループアンテナ部とを接続する第４の接続導体部とを含み、
上記第１の半分ループアンテナ部の一端と、上記第２の半分ループアンテナ部の一端とを２つの給電点としたことを特徴とする。

さらに、上記アンテナ装置において、上記微小ループアンテナ素子は、上記ループ面に平行に設けられた第１と第２と第３のループアンテナ部を含み、
上記第１のループアンテナ部は、それぞれ半回巻である第１と第２の半分ループアンテナ部を含み、
上記第２のループアンテナ部は、それぞれ半回巻である第３と第４の半分ループアンテナ部を含み、
上記第３のループアンテナ部は１回巻であり、
上記ループ面に直交する方向に設けられ、上記第１の半分ループアンテナ部と上記第３の半分ループアンテナ部とを接続する第１の接続導体部と、
上記ループ面に直交する方向に設けられ、上記第３の半分ループアンテナ部と上記第３のループアンテナ部とを接続する第２の接続導体部と、
上記ループ面に直交する方向に設けられ、上記第２の半分ループアンテナ部と上記第４の半分ループアンテナ部とを接続する第３の接続導体部と、
上記ループ面に直交する方向に設けられ、上記第４の半分ループアンテナ部と上記第３のループアンテナ部とを接続する第４の接続導体部とを含み、
上記第１の半分ループアンテナ部の一端と、上記第２の半分ループアンテナ部の一端とを２つの給電点としたことを特徴とする。

またさらに、上記アンテナ装置において、上記微小ループアンテナ素子は、上記ループ面に平行に設けられた第１と第２と第３のループアンテナ部を含み、
上記第１のループアンテナ部は、それぞれ半回巻である第１と第２の半分ループアンテナ部を含み、
上記第２のループアンテナ部は、それぞれ半回巻である第３と第４の半分ループアンテナ部を含み、
上記第３のループアンテナ部は、それぞれ半回巻である第５と第６の半分ループアンテナ部を含み、
上記ループ面に直交する方向に設けられ、上記第１の半分ループアンテナ部と上記第３の半分ループアンテナ部とを接続する第１の接続導体部と、
上記ループ面に直交する方向に設けられ、上記第３の半分ループアンテナ部と上記第５の半分ループアンテナ部とを接続する第２の接続導体部と、
上記ループ面に直交する方向に設けられ、上記第２の半分ループアンテナ部と上記第４の半分ループアンテナ部とを接続する第３の接続導体部と、
上記ループ面に直交する方向に設けられ、上記第４の半分ループアンテナ部と上記第６の半分ループアンテナ部とを接続する第４の接続導体部と、
上記ループ面に直交する方向に設けられ、上記第５の半分ループアンテナ部に接続された第５の接続導体部と、
上記ループ面に直交する方向に設けられ、上記第６の半分ループアンテナ部に接続された第６の接続導体部とを含み、
上記第１、第３及び第５の半分ループアンテナ部と上記第５の接続導体部とにより第１のループアンテナを構成し、
上記第２、第４及び第６の半分ループアンテナ部と上記第６の接続導体部とにより第２のループアンテナを構成し、
上記第１の半分ループアンテナ部の一端と、上記第５の接続導体部の一端とを上記第１のループアンテナの２つの給電点とし、
上記第２の半分ループアンテナ部の一端と、上記第６の接続導体部の一端とを上記第２のループアンテナの２つの給電点とし、
上記平衡信号給電手段に代えて不平衡信号給電手段を備え、
上記不平衡信号給電手段は、所定の振幅差及び所定の位相差を有する２つの不平衡無線信号をそれぞれ上記第１と第２のループアンテナに対して給電することを特徴とする。

第２の発明に係るアンテナ装置は、
上記微小ループアンテナ素子と、
上記微小ループアンテナ素子と同様の構成を有する別の微小ループアンテナ素子とを互いにループ面が直交するように設けたことを特徴とする。

上記アンテナ装置において、上記２つの平衡無線信号を、上記微小ループアンテナ素子と、上記別の微小ループアンテナ素子とのいずれか１つの選択的に給電するスイッチ手段をさらに備えたことを特徴とする。

また、上記アンテナ装置において、上記平衡信号給電手段は、不平衡無線信号を２つの不平衡無線信号に９０度の位相差で分配した後、分配後の一方の不平衡無線信号を２つの平衡無線信号に変換して上記微小ループアンテナ素子に給電する一方、分配後の他方の不平衡無線信号を上記別の微小ループアンテナ素子に給電することにより、円偏波の無線信号を放射することを特徴とする。

さらに、上記アンテナ装置において、上記平衡信号給電手段は、不平衡無線信号を、同相又は逆相の２つの不平衡無線信号に変換し、変換後の一方の不平衡無線信号を２つの平衡無線信号に変換して上記微小ループアンテナ素子に給電する一方、変換後の他方の不平衡無線信号を別の２つの平衡無線信号に変換して上記別の微小ループアンテナ素子に給電することを特徴とする。

またさらに、上記アンテナ装置において、上記平衡信号給電手段は、不平衡無線信号を、＋９０度の位相差又は−９０度の位相差を有する２つの不平衡無線信号に変換し、変換後の一方の不平衡無線信号を２つの平衡無線信号に変換して上記微小ループアンテナ素子に給電する一方、変換後の他方の不平衡無線信号を別の２つの平衡無線信号に変換して上記別の微小ループアンテナ素子に給電することを特徴とする。

第３の発明に係るアンテナシステムは、
上記アンテナ装置を備えた認証キー用アンテナ装置と、
上記認証キー用アンテナ装置と無線通信を行う対象機器用アンテナ装置とを備えたアンテナシステムであって、
上記対象機器用アンテナ装置は、
互いに直交する偏波を有する２つのアンテナ素子と、
上記２つのアンテナ素子のうちの１つを選択して無線送受信回路に接続するスイッチ手段とを備えたことを特徴とする。

従って、本発明に係るアンテナ装置によれば、アンテナ装置と導体板との距離にかかわらず、実質的に一定の利得を得ることができ、かつ通信品質の低下を防止できるアンテナ装置を実現できる。また、例えば、認証通信時に、上記微小ループアンテナ素子から放射する偏波成分のアンテナ利得低下を抑えつつ、上記接続導体から放射する偏波成分のアンテナ利得を高くすることで、従来技術に比較して高い通信品質を得るアンテナ装置を実現できる。さらに、垂直水平両偏波のうち一方の偏波が大きく減衰するときでも、偏波ダイバーシチの効果を得ることができる。

また、本発明に係るアンテナシステムによれば、導体板との距離による認証キーのアンテナの利得の変動が小さく、かつフェージングの影響を回避できる認証キー用アンテナ装置と対象機器用アンテナ装置を備えたアンテナシステムを実現できる。

本発明の第１の実施形態に係る、微小ループアンテナ素子１０５を備えたアンテナ装置の構成を示す斜視図である。（ａ）は第１の実施形態の第１の変形例の微小ループアンテナ素子１０５Ａの構成を示す斜視図であり、（ｂ）は第１の実施形態の第２の変形例の微小ループアンテナ素子１０５Ｂの構成を示す斜視図である。図１の給電回路１０３の構成を示すブロック図である。（ａ）は図３の給電回路１０３の第１の変形例である給電回路１０３Ａの構成を示すブロック図であり、（ｂ）は図３の給電回路１０３の第２の変形例である給電回路１０３Ｂの構成を示すブロック図であり、（ｃ）は図３の給電回路１０３の第３の変形例である給電回路１０３Ｃの構成を示すブロック図である。（ａ）は図１の微小ループアンテナ素子１０５が導体板１０６に近接するときの距離Ｄを示す正面図であり、（ｂ）は距離Ｄに対する、導体板１０６に向かう方向と反対方向での微小ループアンテナ素子１０５のアンテナ利得を示すグラフである。（ａ）は図１の線状アンテナ素子１６０が導体板１０６に近接するときの距離Ｄを示す正面図であり、（ｂ）は距離Ｄに対する、導体板１０６に向かう方向と反対方向での線状アンテナ素子１６０のアンテナ利得を示すグラフである。図１のアンテナ装置が導体板１０６に近接するときの両者の位置関係及び距離Ｄを示す斜視図である。（ａ）は図１の微小ループアンテナ素子１０５の垂直偏波成分のアンテナ利得の最大値が水平偏波成分のアンテナ利得の最大値よりも大きいときの、距離Ｄに対する、アンテナ装置から導体板１０６に向かう方向とは反対の方向での合成アンテナ利得を示すグラフであり、（ｂ）は図１の微小ループアンテナ素子１０５の垂直偏波成分のアンテナ利得の最大値が水平偏波成分のアンテナ利得の最大値よりも小さいときの、距離Ｄに対する、アンテナ装置から導体板１０６に向かう方向とは反対の方向での合成アンテナ利得を示すグラフであり、（ｃ）は図１の微小ループアンテナ素子１０５の垂直偏波成分のアンテナ利得の最大値が水平偏波成分のアンテナ利得の最大値に実質的に等しいときの、距離Ｄに対する、アンテナ装置から導体板１０６に向かう方向とは反対の方向での合成アンテナ利得を示すグラフである。図１の微小ループアンテナ素子１０５に給電する２つの無線信号の位相差に対するＸＹ平面の平均アンテナ利得を示すグラフである。本発明の第２の実施形態に係る、微小ループアンテナ素子１０５，２０５を備えたアンテナ装置の構成を示す斜視図である。図１０のアンテナ装置が導体板１０６に近接するときの両者の位置関係及び距離Ｄを示す斜視図である。（ａ）は図１０の微小ループアンテナ素子１０５に無線信号を給電したときに、垂直偏波成分のアンテナ利得の最大値が水平偏波成分のアンテナ利得の最大値に実質的に等しいときの、距離Ｄに対する、アンテナ装置から導体板１０６に向かう方向とは反対の方向での合成アンテナ利得を示すグラフであり、（ｂ）は図１０の微小ループアンテナ素子２０５に無線信号を給電したときに、垂直偏波成分のアンテナ利得の最大値が水平偏波成分のアンテナ利得の最大値に実質的に等しいときの、距離Ｄに対する、アンテナ装置から導体板１０６に向かう方向とは反対の方向での合成アンテナ利得を示すグラフである。本発明の第３の実施形態に係る、微小ループアンテナ素子１０５，２０５を備えたアンテナ装置の構成を示す斜視図である。本発明の第４の実施形態に係る、微小ループアンテナ素子１０５を備えたアンテナ装置の構成を示す斜視図である。図１４の給電回路１０３Ｄの構成を示すブロック図である。（ａ）は図１５の給電回路１０３Ｄの第１の変形例である給電回路１０３Ｅの構成を示すブロック図であり、（ｂ）は図１５の給電回路１０３Ｄの第２の変形例である給電回路１０３Ｆの構成を示すブロック図であり、（ｃ）は図１５の給電回路１０３Ｄの第３の変形例である給電回路１０３Ｇの構成を示すブロック図である。図１５、図１６（ａ）、図１６（ｂ）及び図１６（ｃ）の可変移相器１０３３，１０３３Ａ，１０３３Ｂの第１の実施例である可変移相器１０３３−１の詳細構成を示す回路図である。図１５、図１６（ａ）、図１６（ｂ）及び図１６（ｃ）の可変移相器１０３３，１０３３Ａ，１０３３Ｂの第２の実施例である可変移相器１０３３−２の詳細構成を示す回路図である。本発明の第５の実施形態に係る、微小ループアンテナ素子１０５，２０５を備えたアンテナ装置の構成を示す斜視図である。本発明の第６の実施形態に係る、微小ループアンテナ素子１０５，２０５を備えたアンテナ装置の構成を示す斜視図である。本発明の第７の実施形態に係る、微小ループアンテナ素子１０５を備えたアンテナ装置（図１の給電回路１０３を除き、図１のアンテナ装置と同様の構成を有する。）において用いる給電回路１０３Ｈの構成を示すブロック図である。（ａ）は図２１の給電回路１０３Ｈの第１の変形例である給電回路１０３Ｉの構成を示すブロック図であり、（ｂ）は図２１の給電回路１０３Ｈの第２の変形例である給電回路１０３Ｊの構成を示すブロック図であり、（ｃ）は図２１の給電回路１０３Ｈの第３の変形例である給電回路１０３Ｋの構成を示すブロック図である。第７の実施形態に係るアンテナ装置において、給電回路１０３Ｈの減衰器１０７１の減衰量に対する、ＸＹ平面の平均アンテナ利得を示すグラフである。本発明の第８の実施形態に係る、図２１の変形例である給電回路１０３Ｌの構成を示すブロック図である。（ａ）は図２４の給電回路１０３Ｌの第１の変形例である給電回路１０３Ｍの構成を示すブロック図であり、（ｂ）は図２４の給電回路１０３Ｌの第２の変形例である給電回路１０３Ｎの構成を示すブロック図であり、（ｃ）は図２４の給電回路１０３Ｌの第３の変形例である給電回路１０３Ｏの構成を示すブロック図である。図２４、図２５（ａ）、図２５（ｂ）及び図２５（ｃ）の可変減衰器１０７４の第１の実施例である可変減衰器１０７４−１の詳細構成を示す回路図である。図２４、図２５（ａ）、図２５（ｂ）及び図２５（ｃ）の可変減衰器１０７４の第２の実施例である可変減衰器１０７４−２の詳細構成を示す回路図である。本発明の第９の実施形態に係る、微小ループアンテナ素子１０５を備えたアンテナ装置の構成を示す斜視図である。図２８の平衡不平衡変換回路１０３Ｐの構成を示す回路図である。（ａ）は図２９の平衡不平衡変換回路１０３Ｐにおける平衡端子Ｔ２を流れる無線信号と、平衡端子Ｔ３を流れる無線信号との間の振幅差Ａｄの周波数特性を示すグラフであり、（ｂ）は図２９の平衡不平衡変換回路１０３Ｐにおける平衡端子Ｔ２を流れる無線信号と、平衡端子Ｔ３を流れる無線信号との間の位相差Ｐｄの周波数特性を示すグラフである。図２８の微小ループアンテナ素子１０５に給電する２つの無線信号の振幅差Ａｄに対するＸＹ平面の平均アンテナ利得を示すグラフである。（ａ）乃至（ｊ）は図２８の微小ループアンテナ素子１０５に給電する２つの無線信号の振幅差Ａｄを−１０ｄＢから−１ｄＢまで変化したときのＸＹ平面の水平偏波成分の放射パターンを示す図である。（ａ）乃至（ｋ）は図２８の微小ループアンテナ素子１０５に給電する２つの無線信号の振幅差Ａｄを０ｄＢから１０ｄＢまで変化したときのＸＹ平面の水平偏波成分の放射パターンを示す図である。（ａ）乃至（ｊ）は図２８の微小ループアンテナ素子１０５に給電する２つの無線信号の振幅差Ａｄを−１０ｄＢから−１ｄＢまで変化したときのＸＹ平面の垂直偏波成分の放射パターンを示す図である。（ａ）乃至（ｋ）は図２８の微小ループアンテナ素子１０５に給電する２つの無線信号の振幅差Ａｄを０ｄＢから１０ｄＢまで変化したときのＸＹ平面の垂直偏波成分の放射パターンを示す図である。本発明の第１０の実施形態に係る、微小ループアンテナ素子１０５，２０５を備えたアンテナ装置の構成を示す斜視図である。（ａ）は図３６の変形例に係る偏波切換回路２０８Ａの構成を示す回路図であり、（ｂ）は上記偏波切換回路２０８Ａの変形例である偏波切換回路２０８Ａａの構成を示す回路図である。図３６のアンテナ装置が導体板１０６に近接するときの両者の位置関係及び距離Ｄを示す斜視図である。（ａ）は図３６の微小ループアンテナ素子１０５に無線信号を給電したときに、垂直偏波成分のアンテナ利得の最大値が水平偏波成分のアンテナ利得の最大値に実質的に等しいときの、距離Ｄに対する、アンテナ装置から導体板１０６に向かう方向とは反対の方向での合成アンテナ利得を示すグラフであり、（ｂ）は図３６の微小ループアンテナ素子２０５に無線信号を給電したときに、垂直偏波成分のアンテナ利得の最大値が水平偏波成分のアンテナ利得の最大値に実質的に等しいときの、距離Ｄに対する、アンテナ装置から導体板１０６に向かう方向とは反対の方向での合成アンテナ利得を示すグラフである。本発明の第１１の実施形態に係る、微小ループアンテナ素子１０５Ａを備えたアンテナ装置の構成を示す斜視図である。図４０の微小ループアンテナ素子１０５Ａの電流方向を示す斜視図である。図４０のアンテナ装置が導体板１０６に近接するときの両者の位置関係及び距離Ｄを示す斜視図である。（ａ）は図４０の接続導体１０５ｄａ，１０５ｄｂの長さに対する微小ループアンテナ素子１０５ＡのＸＹ平面の水平偏波成分の平均アンテナ利得を示すグラフであり、（ｂ）は図４０の接続導体１０５ｄａ，１０５ｄｂの長さに対する微小ループアンテナ素子１０５ＡのＸＹ平面の垂直偏波成分の平均アンテナ利得を示すグラフである。（ａ）は図４０の接続導体１０５ｄａ，１０５ｄｂ間の距離に対する微小ループアンテナ素子１０５ＡのＸＹ平面の水平偏波成分の平均アンテナ利得を示すグラフであり、（ｂ）は図４０の接続導体１０５ｄａ，１０５ｄｂ間の距離に対する微小ループアンテナ素子１０５ＡのＸＹ平面の垂直偏波成分の平均アンテナ利得を示すグラフである。本発明の第１２の実施形態に係る、微小ループアンテナ素子１０５Ａ，２０５Ａを備えたアンテナ装置の構成を示す斜視図である。図４５のアンテナ装置が導体板１０６に近接するときの両者の位置関係及び距離Ｄを示す斜視図である。本発明の第１３の実施形態に係る、微小ループアンテナ素子１０５Ａ，２０５Ａを備えたアンテナ装置の構成を示す斜視図である。本発明の第１４の実施形態に係る、微小ループアンテナ素子１０５Ｂを備えたアンテナ装置の構成を示す斜視図である。図４８の微小ループアンテナ素子１０５Ｂの電流方向を示す斜視図である。図４８のアンテナ装置が導体板１０６に近接するときの両者の位置関係及び距離Ｄを示す斜視図である。本発明の第１５の実施形態に係る、微小ループアンテナ素子１０５Ｂ，２０５Ｂを備えたアンテナ装置の構成を示す斜視図である。図５１のアンテナ装置が導体板１０６に近接するときの両者の位置関係及び距離Ｄを示す斜視図である。本発明の第１６の実施形態に係る、微小ループアンテナ素子１０５Ｂ，２０５Ｂを備えたアンテナ装置の構成を示す斜視図である。本発明の１７の実施形態に係る、認証キー用アンテナ装置１００と対象機器用アンテナ装置３００とを備えたアンテナシステムの構成を示す斜視図及びブロック図である。（ａ）は図５４のアンテナシステムにおいて、微小ループアンテナ素子１０５の垂直偏波成分のアンテナ利得の最大値が水平偏波成分のアンテナ利得の最大値に実質的に等しいときの、認証キー用アンテナ装置１００と導体板１０６との間の距離Ｄに対する、認証キー用アンテナ装置１００から導体板１０６に向かう方向とは反対の方向での合成アンテナ利得を示すグラフであり、（ｂ）は図５４のアンテナシステムにおいて、微小ループアンテナ素子１０５の垂直偏波成分のアンテナ利得の最大値が水平偏波成分のアンテナ利得の最大値よりも大きいときの、認証キー用アンテナ装置１００と導体板１０６との間の距離Ｄに対する、認証キー用アンテナ装置１００から導体板１０６に向かう方向とは反対の方向での合成アンテナ利得を示すグラフである。本発明の第１８の実施形態に係る、微小ループアンテナ素子１０５Ｃを備えたアンテナ装置の構成を示す斜視図である。図５６のアンテナ装置が導体板１０６に近接するときの両者の位置関係及び距離Ｄを示す斜視図である。図５６の右巻き微小ループアンテナ１０５Ｃａと、左巻き微小ループアンテナ１０５Ｃｂとに対して同相で無線信号を不平衡給電したときの微小ループアンテナ素子１０５Ｃの電流方向を示す斜視図である。図５６の右巻き微小ループアンテナ１０５Ｃａと、左巻き微小ループアンテナ１０５Ｃｂとに対して逆相で無線信号を不平衡給電したときの微小ループアンテナ素子１０５Ｃの電流方向を示す斜視図である。図５６の微小ループアンテナ素子１０５Ｃの右巻き微小ループアンテナ１０５Ｃａと、左巻き微小ループアンテナ１０５Ｃｂとに対して印加する２つの無線信号の位相差に対する水平偏波成分及び垂直偏波成分のＸＹ平面の平均アンテナ利得を示すグラフである。本発明の第１９の実施形態に係る、微小ループアンテナ素子１０５Ｃ，２０５Ｃを備えたアンテナ装置の構成を示す斜視図である。（ａ）は図６１のアンテナ装置において、微小ループアンテナ素子１０５Ｃの右巻き微小ループアンテナ１０５Ｃａ及び左巻き微小ループアンテナ１０５Ｃｂに無線信号を給電したときに、微小ループアンテナ素子１０５Ｃの垂直偏波成分のアンテナ利得の最大値が水平偏波成分のアンテナ利得の最大値に実質的に等しいときの、アンテナ装置と導体板１０６との間の距離Ｄに対する、アンテナ装置から導体板１０６に向かう方向とは反対の方向での合成アンテナ利得を示すグラフであり、（ｂ）は図６１のアンテナ装置において、微小ループアンテナ素子２０５Ｃの右巻き微小ループアンテナ２０５Ｃａ及び左巻き微小ループアンテナ２０５Ｃｂに無線信号を給電したときに、微小ループアンテナ素子２０５Ｃの垂直偏波成分のアンテナ利得の最大値が水平偏波成分のアンテナ利得の最大値に実質的に等しいときの、アンテナ装置と導体板１０６との間の距離Ｄに対する、アンテナ装置から導体板１０６に向かう方向とは反対の方向での合成アンテナ利得を示すグラフである。本実施形態の実施例１において、ループ間隔に対する放射変化についてのシミュレーションとその結果を得るための微小ループアンテナ素子１０５の構成を示す斜視図である。（ａ）は実施例１の微小ループアンテナ素子において素子幅Ｗｅ及び偏波を変化したときのループ間隔に対する平均アンテナ利得を示すグラフであり、（ｂ）は実施例１の微小ループアンテナ素子において偏波を変化したときのループ戻り部の長さに対する平均アンテナ利得を示すグラフであり、（ｃ）は実施例１の微小ループアンテナ素子において偏波を変化したときのループ戻り部の長さに対する平均アンテナ利得を示すグラフである。（ａ）は実施例１の微小ループアンテナ素子において偏波を変化したときのループ面積とループ間隔の比に対する平均アンテナ利得を示すグラフであり、（ｂ）は実施例１の微小ループアンテナ素子において偏波を変化したときのループ面積とループ間隔の比に対する平均アンテナ利得を示すグラフである。（ａ）は実施例１の微小ループアンテナ素子において偏波を変化したときのループ面積とループ戻り部の長さの比に対する平均アンテナ利得を示すグラフであり、（ｂ）は実施例１の微小ループアンテナ素子において偏波を変化したときのループ面積とループ戻り部の長さの比に対する平均アンテナ利得を示すグラフである。（ａ）は本実施形態の実施例２に係る微小ループアンテナ素子１０５（螺旋コイル形状の微小ループアンテナ素子）の巻数に対する、水平偏波に関するＸＹ平面の平均アンテナ利得を示すグラフであり、（ｂ）は本実施形態の実施例２に係る微小ループアンテナ素子１０５（螺旋コイル形状の微小ループアンテナ素子）の巻数に対する、垂直偏波に関するＸＹ平面の平均アンテナ利得を示すグラフである。第１乃至第３の実施形態の実施例３に係る微小ループアンテナ素子において、振幅差Ａｄに対する平均アンテナ利得を示すグラフである。第１乃至第３の実施形態の実施例３に係る微小ループアンテナ素子において、位相差Ｐｄに対する平均アンテナ利得を示すグラフである。第１乃至第３の実施形態の実施例３に係る微小ループアンテナ素子において、振幅差Ａｄ及び偏波を変化したときの位相差Ｐｄに対する平均アンテナ利得を示すグラフである。（ａ）は本実施形態の実施例４に係る、第１のインピーダンス整合方法を用いたインピーダンス整合回路１０４−１の構成を示す回路図であり、（ｂ）は（ａ）の第１のインピーダンス整合方法を示すスミスチャートである。（ａ）は本実施形態の実施例４に係る、第２のインピーダンス整合方法を用いたインピーダンス整合回路１０４−２の構成を示す回路図であり、（ｂ）は（ａ）の第２のインピーダンス整合方法を示すスミスチャートである。（ａ）は本実施形態の実施例４に係る、第３のインピーダンス整合方法を用いたインピーダンス整合回路１０４−３の構成を示す回路図であり、（ｂ）は（ａ）の第３のインピーダンス整合方法を示すスミスチャートである。（ａ）は本実施形態の実施例４に係る、第４のインピーダンス整合方法を用いたインピーダンス整合回路１０４−４の構成を示す回路図であり、（ｂ）は（ａ）の第４のインピーダンス整合方法を示すスミスチャートである。本実施形態の実施例４に係る、図７１乃至図７４のバラン１０３１の構成を示す回路図である。（ａ）は第１７の実施形態の実施例５に係る、認証キー装置１００と、微小ループアンテナ素子１０５を有する対象機器用アンテナ装置３００を備えたアンテナシステムにおいて両装置１００，３００の各アンテナ高を実質的に同一に設定したときの両装置１００，３００間の距離Ｄに対する受信電力を示す電波伝搬特性図であり、（ｂ）は第１７の実施形態の実施例５に係る、認証キー装置１００と、半波長ダイポールアンテナを有する対象機器用アンテナ装置３００を備えたアンテナシステムにおいて両装置１００，３００の各アンテナ高を実質的に同一に設定したときの両装置１００，３００間の距離Ｄに対する受信電力を示す電波伝搬特性図である。

符号の説明

１００…認証キー用アンテナ装置、
１０１…接地導体板、
１０２…無線送受信回路、
１０３，１０３Ａ，１０３Ｂ，１０３Ｃ，１０３Ｄ，１０３Ｅ，１０３Ｆ，１０３Ｇ，１０３Ｈ，１０３Ｉ，１０３Ｊ，１０３Ｋ，１０３Ｌ，１０３Ｍ，１０３Ｎ，１０３Ｏ，２０３，２０３Ｄ…給電回路、
１０３Ｐ，２０３Ｐ…平衡不平衡変換回路、
１０３Ｑ，２０３Ｑ…分配器、
１０３Ｒ，２０３Ｒ…振幅位相変換器、
１０３ａ…＋９０度移相器、
１０３ｂ…−９０度移相器、
１０４，１０４Ａ，１０４Ｂ，２０４，２０４Ａ，２０４Ｂ，１０４−１，１０４−２，１０４−３，１０４−４…インピーダンス整合回路、
１０５，１０５Ａ，１０５Ｂ，１０５Ｃ，２０５…微小ループアンテナ素子、
１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ，２０５ａ，２０５ｂ，２０５ｃ…ループアンテナ部、
１０５ａａ，１０５ａｂ，１０５ｂａ，１０５ｂｂ，１０５ｃａ，１０５ｃｂ，２０５ａａ，２０５ａｂ，２０５ｂａ，２０５ｂｂ，２０５ｃａ，２０５ｃｂ…半分ループアンテナ部、
１０５ｄ，１０５ｅ，１０５ｆ，１０５ｄａ，１０５ｄｂ，１０５ｅａ，１０５ｅｂ，１６１，１６２，１６３，１６４，１６５，１６６，２０５ｄ，２０５ｅ，２０５ｆ，２０５ｄａ，２０５ｄｂ，２０５ｅａ，２０５ｅｂ，２６１，２６２，２６３，２６４，２６５，２６６…接続導体、
１０５Ｂａ，１０５Ｃａ，２０５Ｂａ，２０５Ｃａ…右巻き微小ループアンテナ、
１０５Ｂｂ，１０５Ｃｂ，２０５Ｂｂ，２０５Ｃｂ…左巻き微小ループアンテナ、
１０６…導体板、
１６０…線状アンテナ素子、
１６１ａ，１６１ｂ，１６１ｃ，１６２ａ，１６２ｂ，１６２ｃ，１６３ａ、１６３ｂ，１６３ｃ，１６４ａ，１６４ｂ，１６４ｃ，２６１ａ，２６１ｂ，２６１ｃ，２６２ａ，２６２ｂ，２６２ｃ，２６３ａ，２６３ｂ，２６３ｃ，２６４ａ，２６４ｂ，２６４ｃ…接続導体部、
１５１，１５２，１５３，１５４，２５１，２５２，２５３，２５４…給電導体、
２０８…スイッチ、
２０８Ａ，２０８Ａａ…偏波切換回路、
２６０…バラン、
２７１…可変移相器、
２７２…９０度位相差分配器、
２７３ａ…＋９０度移相器、
２７３ｂ…−９０度移相器、
３００…対象機器用アンテナ装置、
３０１…無線送受信回路、
３０２…アンテナスイッチ、
３０３…水平偏波アンテナ素子、
３０４…垂直偏波アンテナ素子、
１０３１…バラン、
１０３１Ａ…不均等分配器、
１０３１Ｂ…分配器可変型不均等分配器、
１０３２，１０３２Ａ，１０３２Ｂ…移相器、
１０３３，１０３３Ａ，１０３３Ｂ，１０３３−１，１０３３−２…可変移相器、
１０７１…減衰器、
１０７２…増幅器、
１０７３…１８０度移相器、
１０７４，１０７４−１，１０７４−２…可変減衰器、
１０７５…可変増幅器、
１０７６…１８０度移相器、
ＡＴ１乃至ＡＴ（Ｎ＋１），ＡＴａ１乃至ＡＴａ（Ｎ＋１）…減衰器、
ＰＳ１乃至ＰＳ（Ｎ＋１），ＰＳａ１乃至ＰＳａ（Ｎ＋１）…移相器、
Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４…給電点、
ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ１１，ＳＷ２１，ＳＷ２２…スイッチ、
Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ２１，Ｔ２２，Ｔ３１，Ｔ３２…端子、
Ｔ４…制御信号端子、
Ｔ１１…不平衡端子、
Ｔ１２，Ｔ１３…平衡端子。

以下、本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。なお、同様の構成要素については同一の符号を付している。

第１の実施形態．
図１は本発明の第１の実施形態に係る、微小ループアンテナ素子１０５を備えたアンテナ装置の構成を示す斜視図である。図１及びそれ以降の各図において、各方向をＸＹＺの３次元座標系で表す。ここで、接地導体板１０１の長手方向がＺ軸方向と平行となり、その幅方向がＸ軸方向と平行となり、接地導体板１０１の面に対して垂直な方向がＹ軸方向となる。また、図１及びそれ以降の各図において、水平偏波成分の方向又はアンテナ利得をＨで示し、垂直偏波成分の方向又はアンテナ利得をＶで示す。さらに、Ｓｔは送信無線信号と受信無線信号とを含む不平衡送受信信号を表す。

図１において、無線送受信回路１０２は、接地導体板１０１上に設けられ、不平衡送信無線信号を発生した後、給電回路１０３及びインピーダンス整合回路１０４を介して微小ループアンテナ素子１０５に給電することにより、当該送信無線信号を送信する一方、微小ループアンテナ素子１０５により受信された受信無線信号をインピーダンス整合回路１０４及び給電回路１０３を介して不平衡受信無線信号として入力した後、周波数変換処理や復調処理などの所定の受信処理を行う。なお、無線送受信回路１０２は、送信回路と受信回路との少なくとも一方の回路を有してもよい。また、接地導体板１０１は誘電体基板又は半導体基板の裏面に形成された接地導体であってもよい。

給電回路１０３は接地導体板１０１に設けられ、無線送受信回路１０２から入力される不平衡無線信号を、位相差を有する２つの平衡無線信号に変換してインピーダンス整合回路１０４に出力する一方、その逆の信号処理を行う。また、インピーダンス整合回路１０４は接地導体板１０１上であって、微小ループアンテナ素子１０５と給電回路１０３との間に挿入されて設けられ、無線信号を微小ループアンテナ素子１０５に電力効率よく給電するために、微小ループアンテナ素子１０５と給電回路１０３との間のインピーダンスの整合を行う。

微小ループアンテナ素子１０５は、形成するループ面が接地導体板１０１の面に対して概略垂直になり（すなわちＸ軸方向と平行となり）かつループ軸がＺ軸と概略平行となるように設けられ、その両端は給電点Ｑ１，Ｑ２となり、これら給電点Ｑ１，Ｑ２はそれぞれ給電導体１５１，１５２を介してインピーダンス整合回路１０４に接続される。ここで、互いに平行な１対の給電導体１５１，１５２は平衡給電ケーブルを構成している。また、微小ループアンテナ素子１０５からの無線信号の放射が接地導体板１０１により遮蔽されることを防ぐため、微小ループアンテナ素子１０５は、接地導体板１０１から突出して設けられている。ここで、微小ループアンテナ素子１０５は、
（ａ）それぞれ矩形形状であって各１巻のループアンテナ部１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃと、
（ｂ）Ｚ軸と概略平行となるように設けられ、ループアンテナ部１０５ａとループアンテナ部１０５ｂとを接続する接続導体１０５ｄと、
（ｃ）Ｚ軸と概略平行となるように設けられ、ループアンテナ部１０５ｂとループアンテナ部１０５ｃとを接続する接続導体１０５ｅと、
（ｄ）Ｚ軸と概略平行となるように設けられ、ループアンテナ部１０５ｃと給電点Ｑ２とを接続する接続導体１０５ｆとから構成される。

微小ループアンテナ素子１０５は、例えば巻数３であって、例えば略矩形形状を有し、その全長長さは、無線送受信回路１０２で使用する無線信号の周波数の波長λに対して、０．０１λ以上であって、０．５λ以下、好ましくは０．２λ以下、より好ましくは０．１λ以下に設定され、これにより、いわゆる微小ループアンテナ素子を構成する。すなわち、ループアンテナ素子を小さくし、その全長を０．１波長以下にすると、ループ導線に流れる電流分布はほとんど一定値となる。この状態のループアンテナ素子を一般に微小ループアンテナ素子と呼んでいる。この微小ループアンテナ素子は、微小ダイポールアンテナよりも雑音電界に強く、またその実効高を簡単に計算できるために、磁界測定用のアンテナとして利用されている（例えば、非特許文献１参照。）。

また、微小ループアンテナ１０５の外径寸法（矩形の一辺の長さ又は円形の直径）は、０．０１λ以上であって、０．２λ以下、好ましくは０．１λ以下、より好ましくは０．０３λ以下に設定される。さらに、微小ループアンテナ素子１０５は矩形形状を有しているが、円形状、楕円形状又は多角形などの他の形状であってもよい。また、そのループの巻数は３に限定されず、任意の巻数であってもよいし、そのループは螺旋コイル形状であってもよいし、渦巻きコイル形状であってもよい。インピーダンス整合回路１０４と給電点Ｑ１，Ｑ２との間の給電導体１５１，１５２はより短い方が好ましく、無くてもよい。また、インピーダンス整合回路１０４はインピーダンス整合の必要がなければ設けなくてもよい。

図１の微小ループアンテナ素子１０５は図２（ａ）又は図２（ｂ）の微小ループアンテナ素子１０５Ａ，１０５Ｂで構成してもよい。図２（ａ）は第１の実施形態の第１の変形例の微小ループアンテナ素子１０５Ａの構成を示す斜視図であり、図２（ｂ）は第１の実施形態の第２の変形例の微小ループアンテナ素子１０５Ｂの構成を示す斜視図である。

図２（ａ）の微小ループアンテナ素子１０５Ａは、
（ａ）それぞれ略矩形形状の３辺で構成され、Ｘ軸に概略平行な実質的に同一面に形成された、各半分巻の半分ループアンテナ部１０５ａａ，１０５ａｂと、
（ｂ）それぞれ略矩形形状の３辺で構成され、Ｘ軸に概略平行な実質的に同一面に形成された、各半分巻の半分ループアンテナ部１０５ｂａ，１０５ｂｂと、
（ｃ）Ｘ軸に概略平行なループ面を有する矩形形状であって１巻のループアンテナ部１０５ｃと、
（ｄ）Ｚ軸と概略平行となるように設けられ、半分ループアンテナ部１０５ａａと半分ループアンテナ部１０５ｂｂとをそれぞれ概略直角で連結して接続する接続導体１０５ｄａと、
（ｅ）Ｚ軸と概略平行となるように設けられ、半分ループアンテナ部１０５ａｂと半分ループアンテナ部１０５ｂａとをそれぞれ概略直角で連結して接続する接続導体１０５ｄｂと、
（ｆ）Ｚ軸と概略平行となるように設けられ、半分ループアンテナ部１０５ｂｂとループアンテナ部１０５ｃとをそれぞれ概略直角で連結して接続する接続導体１０５ｅａと、
（ｇ）Ｚ軸と概略平行となるように設けられ、半分ループアンテナ部１０５ｂａとループアンテナ部１０５ｃとをそれぞれ概略直角で連結して接続する接続導体１０５ｅｂと
から構成される。すなわち、微小ループアンテナ素子１０５Ａは、隣接するループを、２つの給電点Ｑ１，Ｑ２から略等距離の位置で隣接するループに流れる電流の方向がループの中心軸に対して同一方向になるように接続して構成されてなる。

また、図２（ｂ）の微小ループアンテナ素子１０５Ｂは、
（ａ）それぞれ略矩形形状の３辺で構成され、Ｘ軸に概略平行な実質的に同一面に形成された、各半分巻の半分ループアンテナ部１０５ａａ，１０５ａｂと、
（ｂ）それぞれ略矩形形状の３辺で構成され、Ｘ軸に概略平行な実質的に同一面に形成された、各半分巻の半分ループアンテナ部１０５ｂａ，１０５ｂｂと、
（ｃ）Ｘ軸に概略平行なループ面を有する矩形形状であって１巻のループアンテナ部１０５ｃと、
（ｄ）Ｚ軸と概略平行となるように設けられた接続導体部１６１ａと、Ｙ軸と概略平行となるように設けられた接続導体部１６１ｂと、Ｚ軸と概略平行となるように設けられた接続導体部１６１ｃとをそれぞれ順次概略直角で折り曲げられて連結して含み、半分ループアンテナ部１０５ａａと半分ループアンテナ部１０５ｂａとを接続する接続導体１６１と、
（ｅ）Ｚ軸と概略平行となるように設けられた接続導体部１６２ａと、Ｙ軸と概略平行となるように設けられた接続導体部１６２ｂと、Ｚ軸と概略平行となるように設けられた接続導体部１６２ｃとをそれぞれ順次概略直角で折り曲げられて連結して含み、半分ループアンテナ部１０５ｂａとループアンテナ部１０５ｃとを接続する接続導体１６２と、
（ｆ）Ｚ軸と概略平行となるように設けられた接続導体部１６３ａと、Ｙ軸と概略平行となるように設けられた接続導体部１６３ｂと、Ｚ軸と概略平行となるように設けられた接続導体部１６３ｃとをそれぞれ順次概略直角で折り曲げられて連結して含み、半分ループアンテナ部１０５ａｂと半分ループアンテナ部１０５ｂｂとを接続する接続導体１６３と、
（ｇ）Ｚ軸と概略平行となるように設けられた接続導体部１６４ａと、Ｙ軸と概略平行となるように設けられた接続導体部１６４ｂと、Ｚ軸と概略平行となるように設けられた接続導体部１６４ｃとをそれぞれ順次概略直角で折り曲げられて連結して含み、半分ループアンテナ部１０５ｂｂとループアンテナ部１０５ｃとを接続する接続導体１６４とから構成される。すなわち、微小ループアンテナ素子１０５Ｂは、互いのループの中心軸が平行で、かつ互いのループの巻き方向が逆方向の関係にある右巻き微小ループアンテナ１０５Ｂａ及び左巻き微小ループアンテナ１０５Ｂｂの先端同士を接続して構成してなる。

なお、微小ループアンテナ素子１０５Ａ，１０５Ｂの全長は、微小ループアンテナ素子１０５の長さを同様に微小である。

図３は図１の給電回路１０３の構成を示すブロック図である。図３において、給電回路１０３は、バラン１０３１と、移相器１０３２とを備えて構成される。端子Ｔ１に入力される不平衡無線信号は不平衡端子Ｔ１１を介してバラン１０３１に入力され、バラン１０３１は、入力される不平衡無線信号を平衡無線信号に変換して平衡端子Ｔ１２，Ｔ１３を介して出力する。平衡端子Ｔ１２から出力される無線信号は、所定の移相量だけ移相する移相器１０３２を介して端子Ｔ２に出力され、平衡端子Ｔ１３から出力される無線信号はそのまま端子Ｔ３に出力される。従って、給電回路１０３は、入力される不平衡無線信号を、バラン１０３１により平衡無線信号に変換し、すなわち位相差が略１８０度である２つの無線信号に変換し、得られた２つの無線信号の位相差を、移相器１０３２により１８０度からずらし、互いに位相が異なる２つの無線信号を端子Ｔ２，Ｔ３を介して出力する。

給電回路１０３は図３の構成に限らず、図４（ａ）、図４（ｂ）又は図４（ｃ）の給電回路１０３Ａ，１０３Ｂ，１０３Ｃであってもよい。図４（ａ）は図３の給電回路１０３の第１の変形例である給電回路１０３Ａの構成を示すブロック図であり、図４（ｂ）は図３の給電回路１０３の第２の変形例である給電回路１０３Ｂの構成を示すブロック図であり、図４（ｃ）は図３の給電回路１０３の第３の変形例である給電回路１０３Ｃの構成を示すブロック図である。

図４（ａ）の給電回路１０３Ａは、バラン１０３１と、上記バラン１０３１の２個の平衡端子Ｔ１２，Ｔ１３にそれぞれ互いに異なる移相量を有する２個の移相器１０３２Ａ，１０３２Ｂとを備えて構成される。また、図４（ｂ）の給電回路１０３Ｂは、端子Ｔ１を介して入力される不平衡無線信号を２つに分配して入力する、互いに異なる移相量を有する２個の移相器１０３２Ａ，１０３２Ｂを備えて構成される。図４（ｃ）の給電回路１０３Ｃは、端子Ｔ１，Ｔ２間に挿入された移相器１０３２Ａのみを備えて構成され、ここで、端子Ｔ１，Ｔ３は直接に接続される。

以上のように構成された図１のアンテナ装置の動作について以下説明する。図１において、無線送受信回路１０２から出力された送信無線信号は、給電回路１０３（又は１０３Ａ，１０３Ｂ，１０３Ｃ）により互いに位相が異なる２つの無線信号に変換された後、インピーダンス整合回路１０４によりインピーダンス変換され、ループアンテナ素子１０５に出力される。一方、微小ループアンテナ素子１０５により受信された電波の受信無線信号は、インピーダンス整合回路１０４によりインピーダンス変換された後、給電回路１０３により不平衡無線信号に変換され、無線送受信回路１０２に受信無線信号として入力される。

次に、以上のように構成されたアンテナ装置の電波の放射について以下説明する。図５（ａ）は図１の微小ループアンテナ素子１０５が導体板１０６に近接するときの距離Ｄを示す正面図であり、図５（ｂ）は距離Ｄに対する、導体板１０６に向かう方向と反対方向での微小ループアンテナ素子１０５のアンテナ利得を示すグラフである。図５（ｂ）から明らかなように、一般的に、微小ループアンテナ素子１０５はループ面が導体板１０６の導体面に対して垂直であるとき、微小ループアンテナ素子１０５と導体板１０６との距離Ｄが波長に対して十分短いとき、アンテナ利得が最大となる。また、微小ループアンテナ素子１０５と導体板１０６との距離Ｄが４分の１波長の奇数倍であるとき、アンテナ利得が大幅に低下して最小となる。さらに、微小ループアンテナ素子１０５と導体板１０６との距離Ｄが４分の１波長の偶数倍であるとき利得が最大となる。

図６（ａ）は図１の線状アンテナ素子１６０が導体板１０６に近接するときの距離Ｄを示す正面図であり、図６（ｂ）は距離Ｄに対する、導体板１０６に向かう方向と反対方向での線状アンテナ素子１６０のアンテナ利得を示すグラフである。図６（ａ）及び図６（ｂ）から明らかなように、一般的に、例えば１／４波長ホイップアンテナなどの線状アンテナ素子１６０は導体板１０６の導体面に対して平行であるとき、線状アンテナ素子１６０と導体板１０６との距離Ｄが波長に対して十分短いとき、波長が短くなるにつれてアンテナ利得が大幅に低下して最小となる。また、線状アンテナ素子１６０と導体板１０６との距離Ｄが４分の１波長の奇数倍であるとき、アンテナ利得が最大となる。さらに、線状アンテナ素子１６０と導体板１０６との距離Ｄが４分の１波長の偶数倍であるとき、アンテナ利得が最小となる。

図７は図１のアンテナ装置が導体板１０６に近接するときの両者の位置関係及び距離Ｄを示す斜視図である。アンテナ装置からの電波の放射は、
（ａ）Ｘ軸に平行に設けられた、微小ループアンテナ素子１０５のループアンテナ部１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃからの水平偏波成分の放射と、
（ｂ）Ｚ軸に平行に設けられた、微小ループアンテナ素子１０５の接続導体１０５ｄ，１０５ｅ，１０５ｆからの垂直偏波成分の放射とからなる。
図７のシステムにおいて、例えば特許文献３の図３２及び図３３に図示されているように、アンテナ装置が導体板１０６に近接する場合において、距離Ｄが大きくなるにつれて、水平偏波成分のアンテナ利得が低下する一方、垂直偏波成分のアンテナ利得が増加する。また、距離Ｄが小さくなるにつれて、垂直偏波成分のアンテナ利得が低下する一方、水平偏波成分のアンテナ利得が増加する。

図８（ａ）は図１の微小ループアンテナ素子１０５の垂直偏波成分のアンテナ利得の最大値が水平偏波成分のアンテナ利得の最大値よりも大きいときの、距離Ｄに対する、アンテナ装置から導体板１０６に向かう方向とは反対の方向での合成アンテナ利得を示すグラフであり、図８（ｂ）は図１の微小ループアンテナ素子１０５の垂直偏波成分のアンテナ利得の最大値が水平偏波成分のアンテナ利得の最大値よりも小さいときの、距離Ｄに対する、アンテナ装置から導体板１０６に向かう方向とは反対の方向での合成アンテナ利得を示すグラフであり、図８（ｃ）は図１の微小ループアンテナ素子１０５の垂直偏波成分のアンテナ利得の最大値が水平偏波成分のアンテナ利得の最大値に実質的に等しいときの、距離Ｄに対する、アンテナ装置から導体板１０６に向かう方向とは反対の方向での合成アンテナ利得を示すグラフである。なお、図８（ａ）、図８（ｂ）及び図８（ｃ）及びそれ以降の図面において、Ｃｏｍは、水平偏波成分のアンテナ利得と、垂直偏波成分のアンテナ利得との合成アンテナ利得を示す。

アンテナ装置が放射する電波の合成成分は、垂直偏波成分と水平偏波成分をベクトル合成したものである。図８（ａ）に示すように、垂直偏波成分のアンテナ利得の最大値が水平偏波成分のアンテナ利得の最大値より高いとき、アンテナ装置と導体板１０６との距離Ｄが４分の１波長の奇数倍であるとき、合成成分のアンテナ利得は最大となる。また、図８（ｂ）に示すように、垂直偏波成分のアンテナ利得の最大値が水平偏波成分のアンテナ利得の最大値より低いとき、アンテナ装置と導体板１０６との距離が４分の１波長の奇数倍であるとき、合成成分のアンテナ利得は最小となる。さらに、図８（ｃ）に示すように、垂直偏波成分のアンテナ利得の最大値が水平偏波成分のアンテナ利得の最大値と実質的に同一であるとき、アンテナ装置と導体板１０６との距離Ｄにかかわらず、合成成分のアンテナ利得は実質的に一定となる。従って、垂直偏波成分と水平偏波成分の各アンテナ利得を実質的に同一となるように設定することにより、合成成分のアンテナ利得は、アンテナ装置と導体板１０６との距離Ｄにかかわらず実質的に一定となる。本実施形態においては、図９を参照して後述するように、微小ループアンテナ素子１０５の各給電点Ｑ１，Ｑ２に給電する２つの無線信号の位相差を所定の値に設定することで、アンテナ装置から放射される垂直偏波成分と水平偏波成分の各アンテナ利得を実質的に同一に設定することができる。

図９は図１の微小ループアンテナ素子１０５に給電する２つの無線信号の位相差に対するＸＹ平面の平均アンテナ利得を示すグラフである。図９のアンテナ利得は、周波数４２６ＭＨｚにおける計算値である。図９から明らかなように、２つの給電無線信号の位相差を１４５度とすることで、垂直偏波成分と水平偏波成分の各アンテナ利得を実質的に同一に設定することができることがわかる。例えば図３の移相器１０３２の移相量を所定の値に設定することで、給電回路１０３から出力される２つの無線信号の位相差を、垂直偏波成分と水平偏波成分の各アンテナ利得が実質的に同一になるように設定することで、アンテナ装置と導体板１０６との距離Ｄにかかわらず合成成分のアンテナ利得を実質的に一定とすることができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、垂直偏波成分と水平偏波成分の各アンテナ利得を実質的に同一となるように、移相器１０３２の移相量を変化させて微小ループアンテナ素子１０５に給電する２つの無線信号の位相差をすることにより、アンテナ装置と導体板１０６との距離Ｄにかかわらず、実質的に一定の合成成分のアンテナ利得を得るアンテナ装置を実現できる。また、微小ループアンテナ素子１０５から放射される電波は、上述のように、垂直水平両偏波成分を有し、偏波ダイバーシチの効果を得ることができる。

第２の実施形態．
図１０は本発明の第２の実施形態に係る、微小ループアンテナ素子１０５，２０５を備えたアンテナ装置の構成を示す斜視図である。第２の実施形態に係るアンテナ装置は、図１の第１の実施形態に係るアンテナ装置に比較して以下の点が異なる。
（１）微小ループアンテナ素子１０５と同様の構成を有し、微小ループアンテナ素子１０５と直交して設けられた微小ループアンテナ素子２０５をさらに備えたこと。
（２）スイッチ２０８と、給電回路２０３と、インピーダンス整合回路２０４とをさらに備えたことである。
（３）接地導体板１０１は好ましくは略正方形状を有する。
以下、当該相違点について詳述する。

図１０において、微小ループアンテナ素子２０５は、形成するループ面が接地導体板１０１の面に対して概略垂直になり（すなわちＺ軸方向と平行となり）かつループ軸がＸ軸と概略平行となるように設けられ、その両端は給電点Ｑ３，Ｑ４となり、これら給電点Ｑ３，Ｑ４はそれぞれ給電導体２５１，２５２を介してインピーダンス整合回路２０４に接続される。ここで、互いに平行な１対の給電導体２５１，２５２は平衡給電ケーブルを構成している。また、微小ループアンテナ素子２０５からの無線信号の放射が接地導体板１０１により遮蔽されることを防ぐため、微小ループアンテナ素子２０５は、接地導体板１０１から突出して設けられている。ここで、微小ループアンテナ素子２０５は、
（ａ）それぞれ矩形形状であって各１巻のループアンテナ部２０５ａ，２０５ｂ，２０５ｃと、
（ｂ）Ｘ軸と概略平行となるように設けられ、ループアンテナ部２０５ａとループアンテナ部２０５ｂとを接続する接続導体２０５ｄと、
（ｃ）Ｘ軸と概略平行となるように設けられ、ループアンテナ部２０５ｂとループアンテナ部２０５ｂとを接続する接続導体２０５ｅと、
（ｄ）Ｘ軸と概略平行となるように設けられ、ループアンテナ部２０５ｃと給電点Ｑ４とを接続する接続導体２０５ｆとから構成される。
なお、微小ループアンテナ素子２０５は微小ループアンテナ素子１０５の上述の変形例であってもよい。

図１０において、給電回路２０３は給電回路１０３と同様の構成を有し、インピーダンス整合回路２０４はインピーダンス整合回路１０４と同様の構成を有する。スイッチ２０８は接地導体板１０１に設けられ、無線送受信回路１０２と給電回路１０３，２０３との間に接続され、無線送受信回路１０２から出力される切換制御信号Ｓｓに基づいて、無線送受信回路１０２を、給電回路１０３，２０３のいずれか一方に接続する。

以上のように構成されたアンテナ装置の動作について以下説明する。スイッチ２０８が給電回路１０３を選択しているときは、無線送受信回路１０２により微小ループアンテナ素子１０５を用いて無線信号を送受信する一方、給電回路２０３を選択しているときは、無線送受信回路１０２により微小ループアンテナ素子２０５を用いて無線信号を送受信する。従って、微小ループアンテナ素子１０５と微小ループアンテナ素子２０５への給電をスイッチ２０８により切り換えることにより、電波の偏波を切り換えることができ、アンテナダイバーシチを行うことができる。

図１１は図１０のアンテナ装置が導体板１０６に近接するときの両者の位置関係及び距離Ｄを示す斜視図である。微小ループアンテナ素子１０５への給電時の電波の放射は、第１の実施形態と同様であり、微小ループアンテナ素子２０５への給電時の電波の放射は、偏波成分が異なることを除いて第１の実施形態と同様である。

図１２（ａ）は図１０の微小ループアンテナ素子１０５に無線信号を給電したときに、垂直偏波成分のアンテナ利得の最大値が水平偏波成分のアンテナ利得の最大値に実質的に等しいときの、距離Ｄに対する、アンテナ装置から導体板１０６に向かう方向とは反対の方向での合成アンテナ利得を示すグラフであり、図１２（ｂ）は図１０の微小ループアンテナ素子２０５に無線信号を給電したときに、垂直偏波成分のアンテナ利得の最大値が水平偏波成分のアンテナ利得の最大値に実質的に等しいときの、距離Ｄに対する、アンテナ装置から導体板１０６に向かう方向とは反対の方向での合成アンテナ利得を示すグラフである。

第１の実施形態で説明したように、微小ループアンテナ素子１０５に給電する２つの無線信号の位相差を給電回路１０３により変化させ、垂直偏波成分と水平偏波成分の各アンテナ利得を実質的に同一に設定した場合、図１２（ａ）に示すように、微小ループアンテナ素子１０５への給電時、アンテナ装置と導体板１０６との距離Ｄにかかわらず実質的に一定の合成成分のアンテナ利得を得る。同様に、微小ループアンテナ素子２０５に給電する２つの無線信号の位相差を給電回路２０３により変化させ、垂直偏波成分と水平偏波成分の各アンテナ利得を実質的に同一に設定した場合、図１２（ｂ）に示すように、微小ループアンテナ素子２０５への給電時、アンテナ装置と導体板１０６との距離Ｄにかかわらず実質的に一定の合成成分のアンテナ利得を得る。また、図１２（ａ）及び図１２（ｂ）から明らかなように、アンテナ装置と導体板１０６との距離Ｄにかかわらず、微小ループアンテナ素子１０５への給電時のアンテナ装置から放射される主偏波成分（２つの偏波成分のうちの大きな偏波成分をいい、以下同様である。）と、微小ループアンテナ素子２０５への給電時のアンテナ装置から放射される主偏波成分は直交関係にある。

以上説明したように、本実施形態によれば、微小ループアンテナ素子１０５，２０５を設けているので第１の実施形態と同様の作用効果を有するとともに、２個の微小ループアンテナ素子１０５，２０５を、ＸＺ平面において、それらのループ軸が互いに直交するように設けることにより、アンテナ装置と導体板１０６との距離Ｄが波長に対して十分短いときや４分の１波長の倍数のときなど、垂直水平両偏波成分のうち一方の偏波成分が大きく減衰するときでも、微小ループアンテナ素子１０５への給電時と微小ループアンテナ素子２０５への給電時のアンテナ装置から放射される各主偏波成分が直交関係にあるため、スイッチ２０８により各主偏波成分を切り換えることにより、より大きな主偏波成分を用いて無線通信することでき、偏波ダイバーシチの効果を得ることができる。

第３の実施形態．
図１３は本発明の第３の実施形態に係る、微小ループアンテナ素子１０５，２０５を備えたアンテナ装置の構成を示す斜視図である。第３の実施形態に係るアンテナ装置は、図１０の第２の実施形態に係るアンテナ装置に比較して以下の点が異なる。
（１）スイッチ２０８に代えて、９０度位相差分配器２７２を設けたことである。
以下、当該相違点について説明する。９０度位相差分配器２７２は、無線送受信回路１０２からの送信無線信号を、互いに９０度の位相差を有する２つの送信無線信号に分配して給電回路１０３，２０３に出力するとともに、受信無線信号についてはその逆方向の処理を行う。

次に以上のように構成されたアンテナ装置の電波の放射について以下説明する。微小ループアンテナ素子１０５，２０５には９０度位相差分配器２７２により９０度の位相差を有する無線信号が給電される。また、微小ループアンテナ素子１０５への給電時に放射される主偏波成分の偏波面と、微小ループアンテナ素子２０５への給電時に放射される主偏波成分の偏波面とは互いに偏波面が直交関係にあり、実施の形態２と同様にアンテナ装置と導体板１０６との距離Ｄが変化しても垂直、水平両偏波が発生する。従って、アンテナ装置は導体板１０６との距離Ｄにかかわらず、実質的に一定の円偏波の電波を放射する。

以上説明したように、本実施形態によれば、９０度位相差分配器３０１により微小ループアンテナ素子１０５，２０５に９０度位相差給電を行い、アンテナ装置から円偏波の電波を放射することにより、アンテナ装置と導体板１０６との距離Ｄにかかわらず、偏波ダイバーシチの効果を得ることができ、さらに、無線送受信回路１０２からの切換制御信号Ｓｓによるスイッチ２０８の切り換え動作を不要にすることができる。

第４の実施形態．
図１４は本発明の第４の実施形態に係る、微小ループアンテナ素子１０５を備えたアンテナ装置の構成を示す斜視図であり、図１５は図１４の給電回路１０３Ｄの構成を示すブロック図である。第４の実施形態に係るアンテナ装置は、図１の第１の実施形態に係るアンテナ装置に比較して、以下の点が異なる。
（１）給電回路１０３に代えて、給電回路１０３Ｄを設けたことである。ここで、給電回路１０３Ｄは、図１５に示すように、移相器１０３２を可変移相器１０３３に置き換えたことを特徴とし、可変移相器１０３３の移相量は無線送受信回路１０２からの移相量制御信号Ｓｐに基づいて制御される。

以上のように構成されたアンテナ装置において、給電回路１０３Ｄは、入力される不平衡無線信号を、バラン１０３１により概略１８０度の位相差を有する２つの平衡無線信号に変換し、得られた２つの平衡無線信号の位相差を、可変移相器１０３３により１８０度からずらし、互いに位相が異なる２つの平衡無線信号を出力する。

図１６（ａ）は図１５の給電回路１０３Ｄの第１の変形例である給電回路１０３Ｅの構成を示すブロック図であり、図１６（ｂ）は図１５の給電回路１０３Ｄの第２の変形例である給電回路１０３Ｆの構成を示すブロック図であり、図１６（ｃ）は図１５の給電回路１０３Ｄの第３の変形例である給電回路１０３Ｇの構成を示すブロック図である。図１６（ａ）の給電回路１０３Ｅは、バラン１０３１と、それぞれ移相量制御信号Ｓｐにより移相量が制御される２個の可変移相器１０３３Ａ，１０３３Ｂとを備えて構成される。また、図１６（ｂ）の給電回路１０３Ｆは、入力される不平衡無線信号をそれぞれ移相する可変移相器１０３３Ａ，１０３３Ｂを備えて構成される。さらに、図１６（ｃ）の給電回路１０３Ｇは端子Ｔ１を介して入力される不平衡無線信号を移相して端子Ｔ２を介して出力する可変移相器１０３３Ａのみを備え、端子Ｔ１を介して入力される不平衡無線信号をそのまま端子Ｔ３を介して出力する。

図１７は、図１５、図１６（ａ）、図１６（ｂ）及び図１６（ｃ）の可変移相器１０３３，１０３３Ａ，１０３３Ｂの第１の実施例である可変移相器１０３３−１の詳細構成を示す回路図である。可変移相器１０３３−１は、例えば０度から９０度の移相量を有し、端子Ｔ２１，Ｔ２２の間に、複数（Ｎ＋１）個の移相器ＰＳ１乃至ＰＳ（Ｎ＋１）のいずれか１つを選択するように挟設された２個のスイッチＳＷ１，ＳＷ２を備えて構成される。各移相器ＰＳ１乃至ＰＳ（Ｎ＋１）はそれぞれ２個のキャパシタと１個のインダクタからなるＴ型移相器である。なお、移相器ＰＳ１は０度の移相量を有する直接接続回路で構成される。

図１８は、図１５、図１６（ａ）、図１６（ｂ）及び図１６（ｃ）の可変移相器１０３３，１０３３Ａ，１０３３Ｂの第２の実施例である可変移相器１０３３−２の詳細構成を示す回路図である。可変移相器１０３３−２は、例えば０度から−９０度の移相量を有し、端子Ｔ２１，Ｔ２２の間に、複数（Ｎ＋１）個の移相器ＰＳａ１乃至ＰＳａ（Ｎ＋１）のいずれか１つを選択するように挟設された２個のスイッチＳＷ１，ＳＷ２を備えて構成される。各移相器ＰＳａ１乃至ＰＳａ（Ｎ＋１）はそれぞれ２個のキャパシタと１個のインダクタからなるπ型移相器である。なお、移相器ＰＳａ１は０度の移相量を有する直接接続回路で構成される。

図１７及び図１８の可変移相器１０３３−１，１０３３−２は、内蔵する移相器をチップ部品が使用できるインダクタやキャパシタにより回路を構成できるため、一般的な遅延線路を切り換える方式の移相器を用いた場合に比べて、回路を小型化できる。

以上のように構成されたアンテナ装置の動作について以下説明する。電波の放射は第１の実施形態と同様である。図９から明らかなように、微小ループアンテナ素子１０５へ給電する２つの無線信号の位相差を１４５度とすることで、垂直偏波成分と水平偏波成分の各アンテナ利得を実質的に同一に設定することができることがわかる。これにより、導体板１０６との距離Ｄにかかわらず合成利得を一定とすることができ、距離測定精度を向上させることができる。また、認証通信時には高い通信品質を得るため、導体板１０６がアンテナ装置に近接するときの利得低下を防止し、かつ、導体板１０６がアンテナ装置から離れたときは利得ができるだけ高い方がよい。すなわち、導体板近接時の利得低下を防止し、微小ループアンテナ素子１０５からの水平偏波成分の利得低下が小さい範囲で、上記接続導体から放射される垂直偏波成分の利得はできるだけ高くした方がよい。

図９から明らかなように、微小ループアンテナ素子１０５へ給電する２つの無線信号の位相差を６０度付近とすることで、水平偏波成分のアンテナ利得低下を抑えつつ、垂直偏波成分のアンテナ利得を高くすることができる。また、アンテナ装置の周囲環境の変動が小さい状況で使用される場合は、ループアンテナ素子１０５へ給電する２つの無線信号の位相差を順次変化させてゆき、最大の利得が得られる位相差で認証通信を行うことで、従来技術に比較して高い通信品質を得ることができる。

従って、距離測定時と認証通信時で、移相量制御信号Ｓｐにより可変移相器１０３３の移相量を変化させることにより、微小ループアンテナ素子１０５へ給電する２つの無線信号の位相差を変化させ、垂直水平両偏波成分のアンテナ利得を制御することで、従来技術に比較して高い距離精度と高い通信品質を両立させることができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、距離測定時に、微小ループアンテナ素子１０５へ給電する２つの無線信号の位相差を移相量制御信号Ｓｐにより変化させ、垂直偏波成分と水平偏波成分の各アンテナ利得を実質的に同一となるように設定することにより、アンテナ装置と導体板１０６との距離Ｄにかかわらず、実質的に一定の合成成分のアンテナ利得を得るアンテナ装置を実現できる。また、認証通信時に、微小ループアンテナ素子１０５へ給電する２つの無線信号の位相差を移相量制御信号Ｓｐにより変化させ、水平偏波成分のアンテナ利得低下を抑えつつ、垂直偏波成分のアンテナ利得を高くすることで、従来技術に比較して高い通信品質を得るアンテナ装置を実現できる。利用目的に応じて、微小ループアンテナ素子１０５へ給電する２つの無線信号の位相差を移相量制御信号Ｓｐにより変化させることで、従来技術に比較して高い距離精度と高い通信品質を両立させることができる。また、微小ループアンテナ素子１０５は上述のように垂直水平両偏波成分を有しているので、偏波ダイバーシチの効果を得ることができる。

第５の実施形態．
図１９は本発明の第５の実施形態に係る、微小ループアンテナ素子１０５，２０５を備えたアンテナ装置の構成を示す斜視図である。第５の実施形態に係るアンテナ装置は、図１０の第２の実施形態に比較して以下の点が異なる。
（１）給電回路１０３，２０３に代えて、それぞれ図１５の給電回路１０３Ｄ，２０３Ｄを備えたこと。

以上のように構成されたアンテナ装置の動作について以下説明する。電波の放射は第２の実施形態と同様である。距離測定時と認証通信時で、移相量制御信号Ｓｐ，Ｓｐｐにより微小ループアンテナ素子１０５，２０５へ給電する２つの無線信号の位相差を変化させ、それぞれ垂直水平両偏波成分のアンテナ利得を制御することで、従来技術に比較して高い距離精度と高い通信品質を両立させることができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、２個の微小ループアンテナ素子１０５，２０５を、ＸＺ平面において微小ループアンテナ素子１０５に対して直交する向きに設けることにより、アンテナ装置と導体板１０６との距離Ｄが波長に対して十分短いときや４分の１波長の倍数のときなど、垂直水平両偏波のうち一方の偏波が大きく減衰するときでも、微小ループアンテナ素子１０５への給電時と微小ループアンテナ素子２０５への給電時のアンテナ装置から放射される偏波面が直交関係にあるため、スイッチ２０８により偏波面を切り換えることにより、偏波ダイバーシチの効果を得ることができる。さらに、距離測定時と認証通信時で、移相量制御信号Ｓｐ，Ｓｐｐにより微小ループアンテナ素子１０５，２０５へ給電する２つの無線信号の位相差を変化させ、それぞれ垂直水平両偏波成分のアンテナ利得を制御することで、従来技術に比較して高い距離精度と高い通信品質を両立させることができる。

第６の実施形態．
図２０は本発明の第６の実施形態に係る、微小ループアンテナ素子１０５，２０５を備えたアンテナ装置の構成を示す斜視図である。第６の実施形態に係るアンテナ装置は、図１３の第３の実施形態に係るアンテナ装置に比較して以下の点が異なる。
（１）給電回路１０３，２０３に代えてそれぞれ、移相量制御信号Ｓｐ，Ｓｐｐにより移相量が制御される給電回路１０３Ｄ，２０３Ｄに置き換えたことである。

以上のように構成されたアンテナ装置の動作について以下説明する。電波の放射は第３の実施形態と同様である。距離測定時と認証通信時で、移相量制御信号Ｓｐ，Ｓｐｐにより微小ループアンテナ素子１０５，２０５へ給電する２つの無線信号の位相差を変化させ、それぞれ垂直水平両偏波成分のアンテナ利得を制御することで、従来技術に比較して高い距離精度と高い通信品質を両立させることができる。

また、９０度位相差分配器２７２により微小ループアンテナ素子１０５，２０５に９０度位相差給電を行い、アンテナ装置から円偏波の電波を放射することにより、偏波ダイバーシチの効果を得ることができ、無線送受信回路１０２からの切換制御信号Ｓｓによるスイッチ２０８の切り換え動作を不要にすることができる。さらに、距離測定時と認証通信時で、移相量制御信号Ｓｐ，Ｓｐｐにより微小ループアンテナ素子１０５，２０５へ給電する２つの無線信号の位相差を変化させ、それぞれ垂直水平両偏波成分のアンテナ利得を制御することで、従来技術に比較して高い距離精度と高い通信品質を両立させることができる。

第７の実施形態．
図２１は本発明の第７の実施形態に係る、微小ループアンテナ素子１０５を備えたアンテナ装置（図１の給電回路１０３を除き、図１のアンテナ装置と同様の構成を有する。）において用いる給電回路１０３Ｈの構成を示すブロック図である。第７の実施形態に係るアンテナ装置は、図１のアンテナ装置において、給電回路１０３に代えて、図２１の給電回路１０３Ｈを備えたことを特徴とする。給電回路１０３Ｈは、バラン１０３１と、図３の移相器１０３２に代わる減衰器１０７１とを備えて構成される。なお、図２１の給電回路１０３Ｈは、図２２（ａ）、図２２（ｂ）及び図２２（ｃ）の給電回路１０３Ｉ，１０３Ｊ，１０３Ｋであってもよい。

図２２（ａ）は図２１の給電回路１０３Ｈの第１の変形例である給電回路１０３Ｉの構成を示すブロック図であり、図２２（ｂ）は図２１の給電回路１０３Ｈの第２の変形例である給電回路１０３Ｊの構成を示すブロック図であり、図２２（ｃ）は図２１の給電回路１０３Ｈの第３の変形例である給電回路１０３Ｋの構成を示すブロック図である。図２２（ａ）の給電回路１０３Ｉは、バラン１０３１と、減衰器１０７１と、増幅器１０７２とを備えて構成される。また、図２２（ｂ）の給電回路１０３Ｊは、バラン１０３１と、増幅器１０７２とを備えて構成される。さらに、図２２（ｃ）の給電回路１０３Ｋは、端子Ｔ１を介して入力される無線信号を不均等に分配して出力する不均等分配器１０３１Ａと、１８０度移相器１０７３とを備えて構成される。

以上のように構成されたアンテナ装置の動作について以下説明する。無線送受信回路１０２から出力された送信無線信号は、給電回路１０３Ｈにより互いに振幅が異なる２つの無線信号に変換された後、インピーダンス整合回路１０４によりインピーダンス変換され、ループアンテナ素子１０５に出力されて放射される。また、微小ループアンテナ素子１０５により受信された電波は、インピーダンス整合回路１０４によりインピーダンス変換された後、給電回路１０３Ｈにより不平衡無線信号に変換され、無線送受信回路１０２に受信無線信号として入力される。

本実施形態に係るアンテナ装置においては、第１の実施形態に係るアンテナ装置と同様に、垂直偏波成分と水平偏波成分の各アンテナ利得を実質的に同一となるように設定することにより、合成成分は、アンテナ装置と導体板１０６との距離Ｄにかかわらず実質的に一定となる。微小ループアンテナ素子１０５に給電する２つの無線信号の振幅差を所定の値に設定することで、アンテナ装置から放射される垂直偏波成分と水平偏波成分の各アンテナ利得を実質的に同一に設定することができる。

図２３は第７の実施形態に係るアンテナ装置において、給電回路１０３Ｈの減衰器１０７１の減衰量に対する、ＸＹ平面の平均アンテナ利得を示すグラフである。図２３は、周波数４２６ＭＨｚにおける計算値を示すグラフである。減衰器１０７１の減衰量の絶対値が、微小ループアンテナ素子１０５に給電する２つの無線信号の振幅差となる。図２３から明らかなように、減衰器１０７１の減衰量を−８ｄＢとすることで、垂直偏波成分と水平偏波成分の各アンテナ利得を実質的に同一に設定することができることがわかる。減衰器１０７１の減衰量を所定の値に設定することで、給電回路１０３が出力する２つの無線信号の振幅差を、垂直偏波成分と水平偏波成分の各アンテナ利得が実質的に同一になるように設定することで、アンテナ装置と導体板１０６との距離Ｄにかかわらず合成成分のアンテナ利得を実質的に一定とすることができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、減衰器１０７１の減衰量を所定の値に設定することにより、ループアンテナ素子１０５へ給電する２つの無線信号の振幅差を設定し、垂直偏波成分と水平偏波成分の各アンテナ利得を実質的に同一となるように設定することにより、アンテナ装置と導体板１０６との距離Ｄにかかわらず、実質的に一定の合成成分のアンテナ利得を得るアンテナ装置を実現できる。また、微小ループアンテナ素子１０５は上述のように垂直水平両偏波成分を有し、偏波ダイバーシチの効果を得ることができる。

さらに、給電回路１０３Ｈ（又は１０３Ｉ，１０３Ｊ，１０３Ｋ）を、図１０乃至図１３に示す第２及び第３の実施形態に係るアンテナ装置の構成に適用してもよい。

第８の実施形態．
図２４は、本発明の第８の実施形態に係る、図２１の変形例である給電回路１０３Ｌの構成を示すブロック図である。第８の実施形態に係るアンテナ装置は、図２１の第７の実施形態に係るアンテナ装置に比較して以下の点が異なる。
（１）減衰器１０７１を有する給電回路１０３Ｈに代えて、減衰量制御信号Ｓａに従って変化される減衰量を有する可変減衰器１０７４を有する給電回路１０３Ｌを備えたこと。
また、給電回路１０３Ｌの代えて、図２５（ａ）、図２５（ｂ）及び図２５（ｃ）の給電回路１０３Ｍ，１０３Ｎ，１０３Ｏを備えてもよい。

図２４の給電回路１０３Ｌは、入力される不平衡無線信号を、バラン１０３１により概略１８０度の位相差と、概略０の振幅差とを有する２つの無線信号に変換し、得られた２つの無線信号の振幅差を、可変減衰器１０７４により互いに振幅が異なる２つの無線信号に変換して出力する。なお、給電回路１０３Ｌの構成は、互いに位相差が略１８０度で振幅が異なる２つの無線信号を出力する回路であればよく、図２４の構成でなくてもよい。

図２５（ａ）は図２４の給電回路１０３Ｌの第１の変形例である給電回路１０３Ｍの構成を示すブロック図であり、図２５（ｂ）は図２４の給電回路１０３Ｌの第２の変形例である給電回路１０３Ｎの構成を示すブロック図であり、図２５（ｃ）は図２４の給電回路１０３Ｌの第３の変形例である給電回路１０３Ｏの構成を示すブロック図である。図２５（ａ）の給電回路１０３Ｍは、バラン１０３１と、制御信号Ｓａに従って変化する減衰量を有する可変減衰器１０７４と、制御信号Ｓａに従って変化する増幅度を有する可変増幅器１０７５とを備えて構成される。また、図２５（ｂ）の給電回路１０３Ｎは、バラン１０３１と、制御信号Ｓａに従って変化する増幅度を有する可変増幅器１０７５とを備えて構成される。さらに、図２５（ｃ）の給電回路１０３Ｏは、端子Ｔ１を介して入力される無線信号を、制御信号Ｓａに従って変化する分配比を有して２つの無線信号に不均等に分配する分配比可変型不均等分配器１０３１Ｂと、１８０度移相器１０７６とを備えて構成される。

図２６は、図２４、図２５（ａ）、図２５（ｂ）及び図２５（ｃ）の可変減衰器１０７４の第１の実施例である可変減衰器１０７４−１の詳細構成を示す回路図である。可変減衰器１０７４−１は、例えば０から所定値までの減衰量を有し、端子Ｔ３１，Ｔ３２の間に、複数（Ｎ＋１）個の減衰器ＡＴ１乃至ＡＴ（Ｎ＋１）のいずれか１つを選択するように挟設された２個のスイッチＳＷ１，ＳＷ２を備えて構成される。各減衰器ＡＴ１乃至ＡＴ（Ｎ＋１）はそれぞれ３個の抵抗からなるＴ型減衰器である。なお、減衰器ＡＴ１は０の減衰量を有する直接接続回路で構成される。

図２７は、図２４、図２５（ａ）、図２５（ｂ）及び図２５（ｃ）の可変減衰器１０７４の第２の実施例である可変減衰器１０７４−２の詳細構成を示す回路図である。可変減衰器１０７４−２は、例えば０から所定値までの減衰量を有し、端子Ｔ３１，Ｔ３２の間に、複数（Ｎ＋１）個の減衰器ＡＴａ１乃至ＡＴａ（Ｎ＋１）のいずれか１つを選択するように挟設された２個のスイッチＳＷ１，ＳＷ２を備えて構成される。各減衰器ＡＴａ１乃至ＡＴａ（Ｎ＋１）はそれぞれ３個の抵抗からなるπ型減衰器である。なお、減衰器ＡＴａ１は０の減衰量を有する直接接続回路で構成される。

図２４の給電回路１０３Ｌを備えたアンテナ装置において、電波の放射は第１の実施形態と同様である。図２３から明らかなように、微小ループアンテナ素子１０５へ給電する２つの無線信号の振幅差を８ｄＢとすることで、垂直偏波成分と水平偏波成分の各アンテナ利得を実質的に同一に設定することができることがわかる。これにより、導体板１０６との距離Ｄにかかわらず合成利得を一定とすることができ、距離測定精度を向上させることができる。また、認証通信時には高い通信品質を得るため、導体板１０６がアンテナ装置に近接するときの利得低下を防止し、かつ、導体板１０６がアンテナ装置から離れたときは利得ができるだけ高い方がよい。すなわち、導体板近接時の利得低下を防止し、微小ループアンテナ素子１０５からの水平偏波成分のアンテナ利得低下が小さい範囲で、上記接続導体から放射される垂直偏波成分のアンテナ利得はできるだけ高くした方がよい。

また、図２３から明らかなように、微小ループアンテナ素子１０５へ給電する２つの無線信号の振幅差を１０ｄＢとすることで、水平偏波成分のアンテナ利得低下を抑えつつ、垂直偏波成分のアンテナ利得を高くすることができる。さらに、アンテナ装置の周囲環境の変動が小さい状況で使用される場合は、ループアンテナ素子１０５へ給電する２つの無線信号の振幅差を順次変化させてゆき、最大の利得が得られる振幅差で認証通信を行うことで、従来技術に比較して高い通信品質を得ることができる。距離測定時と認証通信時で、減衰量制御信号により可変減衰器１０７４の減衰量を切り換え、微小ループアンテナ素子１０５へ給電する２つの無線信号の振幅差を変化させ、垂直水平両偏波成分のアンテナ利得を制御することで、従来技術に比較して高い距離精度と高い通信品質を両立させることができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、距離測定時、微小ループアンテナ素子１０５へ給電する２つの無線信号の振幅差を減衰量制御信号により変化させ、垂直偏波成分と水平偏波成分の各アンテナ利得を実質的に同一となるように設定することにより、アンテナ装置と導体板１０６との距離Ｄにかかわらず、実質的に一定の合成成分のアンテナ利得を得るアンテナ装置を実現できる。

また、認証通信時、微小ループアンテナ素子１０５へ給電する２つの無線信号の振幅差を減衰量制御信号により変化させ、水平偏波成分のアンテナ利得低下を抑えつつ、垂直偏波成分のアンテナ利得を高くすることで、従来技術に比較して高い通信品質を得るアンテナ装置を実現できる。利用目的に応じて、微小ループアンテナ素子１０５へ給電する２つの無線信号の振幅差を減衰量制御信号により変化させることで、従来技術に比較して高い距離精度と高い通信品質を両立させることができる。さらに、微小ループアンテナ素子１０５は垂直水平両偏波成分を有し、偏波ダイバーシチの効果を得ることができる。

なお、図１９及び図２０のアンテナ装置において、給電回路１０３Ｄ，２０３Ｄに代えて、第７の実施形態に係る給電回路１０３Ｈ、又は第８の実施形態に係る給電回路１０３Ｌを備えるように構成してもよい。

第９の実施形態．
図２８は本発明の第９の実施形態に係る、微小ループアンテナ素子１０５を備えたアンテナ装置の構成を示す斜視図である。第９の実施形態に係るアンテナ装置は、図１の第１の実施形態に係るアンテナ装置に比較して以下の点が異なる。
（１）給電回路１０３に代えて、平衡不平衡変換回路１０３Ｐを備えたこと。
以下、当該相違点について説明する。

図２８において、平衡不平衡変換回路１０３Ｐは、接地導体板１０１に設けられ、不平衡端子Ｔ１が無線送受信回路１０２に接続され、平衡端子Ｔ２，Ｔ３がインピーダンス整合回路１０４に接続され、無線送受信回路１０２からの不平衡無線信号を２つの平衡無線信号に変換してインピーダンス整合回路１０４に出力する。なお、第９の実施形態において、上述の実施形態及び変形例の構成を適用してもよい。

図２９は図２８の平衡不平衡変換回路１０３Ｐの構成を示す回路図である。図２９において、平衡不平衡変換回路１０３Ｐは、＋９０度移相器１０３ａと、−９０度移相器１０３ｂとを備えて構成される。ここで、＋９０度移相器１０３ａは、不平衡端子Ｔ１と平衡端子Ｔ２との間に挿入されたＬ型のＬＣ回路であって、不平衡端子Ｔ１を介して入力される無線信号を＋９０度だけ移相して平衡端子Ｔ２に出力する。また、−９０度移相器１０３ｂは、不平衡端子Ｔ１と平衡端子Ｔ３との間に挿入されたＬ型のＬＣ回路であって、不平衡端子Ｔ１を介して入力される無線信号を−９０度だけ移相して平衡端子Ｔ３に出力する。なお、各移相器１０３ａ，１０３ｂのインダクタＬ１１，Ｌ１２のインダクタンスＬは等しく、キャパシタＣ１１，Ｃ１２のキャパシタンスＣは等しい。平衡不平衡変換回路１０３Ｐの設定周波数ｆｓは次式で表される。

すなわち、平衡不平衡変換回路１０３Ｐの設定周波数ｆｓはインダクタンスＬとキャパシタンスＣからなるＬＣ回路の共振周波数に等しい。なお、一般的には、平衡不平衡変換回路１０３Ｐの設定周波数ｆｓと、アンテナ装置により送受信を行う電波の周波数とが等しくなるようにインダクタンスＬ及びキャパシタンスＣを設定するが、本実施形態では、好ましくは、以下で述べるように、平衡不平衡変換回路１０３Ｐの設定周波数ｆｓ（又は共振数周波数）と送受信を行う電波の周波数とを異なるように設定する。

図３０（ａ）は図２９の平衡不平衡変換回路１０３Ｐにおける平衡端子Ｔ２を流れる無線信号と、平衡端子Ｔ３を流れる無線信号との間の振幅差Ａｄの周波数特性を示すグラフであり、図３０（ｂ）は図２９の平衡不平衡変換回路１０３Ｐにおける平衡端子Ｔ２を流れる無線信号と、平衡端子Ｔ３を流れる無線信号との間の位相差Ｐｄの周波数特性を示すグラフである。

図３０（ａ）から明らかなように、設定周波数ｆｓが送受信する電波の周波数と等しいとき（図３０（ａ）では点線で示している）振幅差は０ｄＢとなっているが、送受信する電波の周波数から離れるほど振幅差Ａｄが大きくなる。また、インダクタンスＬやキャパシタンスＣを調整することにより設定周波数ｆｓを送受信する電波の周波数より低くすると、送受信する電波の周波数では平衡端子Ｔ２，Ｔ３間の振幅差Ａｄ［ｄｂ］は正（接続導体１０５ｄ，１０５ｅの電流振幅よりもループ戻り部である接続導体１０５ｆの電流振幅が大きい）となり、設定周波数ｆｓを送受信する電波の周波数より高くすると、送受信する電波の周波数では平衡端子Ｔ２，Ｔ３間の振幅差Ａｄ［ｄＢ］は負（接続導体１０５ｄ，１０５ｅの電流振幅よりもループ戻り部である接続導体１０５ｆの電流振幅が小さい）となることがわかる。

また、図３０（ｂ）から明らかなように、位相差Ｐｄは設定周波数ｆｓの高低に関わらず実質的に１８０度で一定である。平衡不平衡変換回路１０３は、チップ部品が使用できるインダクタやキャパシタにより回路を構成できるため、一般的なトランスを使用した平衡不平衡変換回路に比べて、回路を小型化できる。

以上のように構成されたアンテナ装置の動作は平衡不平衡変換回路１０３Ｐの動作を除いて第１の実施形態と同様である。また、その電波の放射についても第１の実施形態と同様である。

図３１は図２８の微小ループアンテナ素子１０５に給電する２つの無線信号の振幅差Ａｄに対するＸＹ平面の平均アンテナ利得を示すグラフである。図３１のグラフは、周波数４２６ＭＨｚにおける計算値である。図３１において、横軸の振幅差Ａｄ［ｄＢ］が正のときは、図３０を参照して説明したように、２つの給電点Ｑ１，Ｑ２のうち給電点Ｑ２に接続されたループ戻り部である接続導体１０５ｆの電流振幅が給電点Ｑ１に接続された接続導体１０５ｄ，１０５ｅの電流振幅に比較して大きいときである。また、振幅差Ａｄ［ｄＢ］が負のときは、給電点Ｑ２に接続されたループ戻り部である接続導体１０５ｆの電流振幅が給電点Ｑ１に接続された接続導体１０５ｄ，１０５ｅの電流振幅に比較して小さいときである。

図３２（ａ）乃至図３２（ｊ）は図２８の微小ループアンテナ素子１０５に給電する２つの無線信号の振幅差Ａｄを−１０ｄＢから−１ｄＢまで変化したときのＸＹ平面の水平偏波成分の放射パターンを示す図である。また、図３３（ａ）乃至（ｋ）は図２８の微小ループアンテナ素子１０５に給電する２つの無線信号の振幅差Ａｄを０ｄＢから１０ｄＢまで変化したときのＸＹ平面の水平偏波成分の放射パターンを示す図である。さらに、図３４（ａ）乃至（ｊ）は図２８の微小ループアンテナ素子１０５に給電する２つの無線信号の振幅差Ａｄを−１０ｄＢから−１ｄＢまで変化したときのＸＹ平面の垂直偏波成分の放射パターンを示す図である。またさらに、図３５（ａ）乃至（ｋ）は図２８の微小ループアンテナ素子１０５に給電する２つの無線信号の振幅差Ａｄを０ｄＢから１０ｄＢまで変化したときのＸＹ平面の垂直偏波成分の放射パターンを示す図である。

図３１の５０１，５０２から明らかなように、振幅差Ａｄが−８ｄＢ又は２ｄＢになると垂直偏波成分と水平偏波成分の平均利得が実質的に同一になることがわかる。また、図３２（ａ）乃至図３２（ｊ）及び図３３（ａ）乃至（ｋ）から明らかなように、水平偏波成分は、振幅差Ａｄによらず無指向性で、アンテナ利得もほとんど変わらないことがわかる。また、図３４（ａ）乃至（ｊ）から明らかなように、垂直偏波成分は、振幅差Ａｄが−１０ｄＢから−１ｄＢのとき、指向性が振幅差により大きく変化し、無指向性ではなくなる。さらに、図３５（ａ）乃至（ｋ）から明らかなように、振幅差Ａｄが０ｄＢから１０ｄＢのとき、無指向性を保ったまま利得だけ変化する。

上記の図３２乃至図３５を考慮すると、振幅差Ａｄが２ｄＢのときに、アンテナ装置と導体板１０６との距離Ｄにかかわらず実質的に一定の合成成分のアンテナ利得を得るアンテナ装置を実現できることがわかる。言換すれば、微小ループアンテナ素子１０５の２つの給電点Ｑ１，Ｑ２のうち、給電点Ｑ２に接続されたループ戻り部の接続導体１０５ｆの電流振幅を大きくしていき、微小ループアンテナ素子１０５の２つの給電点Ｑ１，Ｑ２へ給電する信号の振幅差Ａｄが所定の値になるようにインダクタンスＬ及びキャパシタンスＣの値を調整して設定周波数ｆｓを設定することにより、無指向性でかつ垂直偏波成分と水平偏波成分の各アンテナ利得を実質的に同一に設定することができることがわかる。

以上説明したように、平衡不平衡変換回路１０３Ｐの設定周波数を、アンテナ装置が送受信する電波の周波数から離れた値に設定することで、平衡不平衡変換回路１０３が出力する２つの無線信号の振幅差Ａｄを、垂直偏波成分と水平偏波成分の各アンテナ利得が実質的に同一になるように設定することができ、アンテナ装置と導体板１０６との距離Ｄにかかわらず合成成分のアンテナ利得を実質的に一定とすることができる。特に、平衡不平衡変換回路１０３Ｐの設定周波数を所定の値に設定することにより、ループアンテナ素子１０５へ給電する２つの無線信号の振幅差Ａｄを設定し、垂直偏波成分と水平偏波成分の各アンテナ利得を実質的に同一となるように設定することにより、アンテナ装置と導体板１０６との距離Ｄにかかわらず、実質的に一定の合成成分のアンテナ利得を得るアンテナ装置を実現できる。

第１０の実施形態．
図３６は本発明の第１０の実施形態に係る、微小ループアンテナ素子１０５，２０５を備えたアンテナ装置の構成を示す斜視図である。第１０の実施形態に係るアンテナ装置は、図１０の第２の実施形態に係るアンテナ装置に比較して以下の点が異なる。
（１）給電回路１０３，２０３に代えてそれぞれ平衡不平衡変換回路１０３Ｐ，２０３Ｐ（平衡不平衡変換回路２０３Ｐは平衡不平衡変換回路１０３Ｐと同様の構成を有する。）を備えたこと。
なお、スイッチ２０８に代えて、図３７（ａ）及び図３７（ｂ）のごとく、偏波切換回路２０８Ａを備えてもよい。

図３７（ａ）は図３６の変形例に係る偏波切換回路２０８Ａの構成を示す回路図である。図３７（ａ）において、偏波切換回路２０８Ａは、制御信号端子Ｔ４４を介して入力される切換制御信号Ｓｓに基づいて接点ａ側又は接点ｂ側に選択的に切り換えるスイッチＳＷ１１と、１次側コイル２６１と２次側コイル２６２とを有するバラン２６０とを備えて構成される。端子Ｔ４１はスイッチＳＷ１１の接点ｂ側を介してバラン２６０の１次側コイル２６１の一端に接続され、その他端は接地されるとともに、スイッチＳＷ１１の接点ａ側を介してバラン２６０の２次側コイル２６２の中点に接続され、その両端は端子Ｔ４２，Ｔ４３にそれぞれ接続される。以上のように構成された偏波切換回路２０８Ａにおいて、スイッチＳＷ１１を接点ａ側に切り換えたとき、端子Ｔ４１を介して入力された無線信号を同相で端子Ｔ４２，Ｔ４３に出力する一方、スイッチＳＷ１１を接点ｂ側に切り換えたとき、端子Ｔ４１を介して入力された無線信号を逆相で端子Ｔ４２，Ｔ４３に出力する。すなわち、スイッチＳＷ１１を切り換えることにより同相給電と逆相給電とを選択的に切り換えることができる。

図３７（ｂ）は上記偏波切換回路２０８Ａの変形例である偏波切換回路２０８Ａａの構成を示す回路図である。図３７（ｂ）において、端子Ｔ４１を介して入力される無線信号は、分配器２７０により２つの無線信号に２分配されたた後、一方の無線信号は端子Ｔ４２に出力されるとともに、スイッチＳＷ２１に出力される。スイッチＳＷ２１，ＳＷ２２は端子Ｔ４４を介して入力される切換制御信号Ｓｓに基づいて、それぞれ接点ａ側又は接点ｂ側に切り換えられる。前者のとき、分配器２７０からの無線信号はスイッチＳＷ２１の接点ａ側と、＋９０度移相器２７３ａと、スイッチＳＷ２２の接点ａ側とを介して端子Ｔ４３に出力される。後者のとき、分配器２７０からの無線信号はスイッチＳＷ２１の接点ｂ側と、−９０度移相器２７３ｂと、スイッチＳＷ２２の接点ｂ側とを介して端子Ｔ４３に出力される。スイッチＳＷ２１，ＳＷ２２を切り換えることにより＋９０度位相差給電と−９０度位相差給電とを選択的に切り換えることができる。

図３８は図３６のアンテナ装置が導体板１０６に近接するときの両者の位置関係及び距離Ｄを示す斜視図である。本実施形態に係るアンテナ装置は、偏波切換回路２０８Ａの動作を除いて第２の実施形態と同様に動作する。

図３９（ａ）は図３６の微小ループアンテナ素子１０５に無線信号を給電したときに、垂直偏波成分のアンテナ利得の最大値が水平偏波成分のアンテナ利得の最大値に実質的に等しいときの、距離Ｄに対する、アンテナ装置から導体板１０６に向かう方向とは反対の方向での合成アンテナ利得を示すグラフであり、図３９（ｂ）は図３６の微小ループアンテナ素子２０５に無線信号を給電したときに、垂直偏波成分のアンテナ利得の最大値が水平偏波成分のアンテナ利得の最大値に実質的に等しいときの、距離Ｄに対する、アンテナ装置から導体板１０６に向かう方向とは反対の方向での合成アンテナ利得を示すグラフである。

第９の実施形態と同様に、平衡不平衡変換回路１０３Ｐの設定周波数を所定の値に設定することにより、微小ループアンテナ素子１０５へ給電する２つの無線信号の振幅差Ａｄを設定し、垂直偏波成分と水平偏波成分の各アンテナ利得を実質的に同一に設定した場合、図３９（ａ）に示すように、ループアンテナ素子１０５への給電時、アンテナ装置と導体板１０６との距離Ｄにかかわらず実質的に一定の合成成分のアンテナ利得を得る。同様に、平衡不平衡変換回路２０３Ｐの設定周波数を所定の値に設定することにより、ループアンテナ素子２０５へ給電する２つの無線信号の振幅差Ａｄを設定し、垂直偏波成分と水平偏波成分の各アンテナ利得を実質的に同一に設定した場合、図３９（ｂ）に示すように、微小ループアンテナ素子２０５への給電時、アンテナ装置と導体板１０６との距離Ｄにかかわらず実質的に一定の合成成分のアンテナ利得を得る。

また、アンテナ装置と導体板１０６との距離Ｄにかかわらず、微小ループアンテナ素子１０５への給電時のアンテナ装置から放射される偏波成分と、微小ループアンテナ素子２０５への給電時のアンテナ装置から放射される偏波成分は直交関係にある。接地導体板１０１の形状が実質的に正方形であり、微小ループアンテナ素子１０５，２０５の寸法が略同じであるため、微小ループアンテナ素子１０５への給電時と、微小ループアンテナ素子２０５への給電時でアンテナの利得は変わることはなく、偏波のみが９０度変化するので、給電切り換えによる利得変動は生じない。

以上説明したように、微小ループアンテナ素子１０５と同様の構成を有する微小ループアンテナ素子２０５を、ＸＺ平面において微小ループアンテナ素子１０５に対して直交する向きに設けることにより、アンテナ装置と導体板１０６との距離Ｄが波長に対して十分短いときや４分の１波長の倍数のときなど、垂直水平両偏波のうち一方の偏波が大きく減衰する場合においても、微小ループアンテナ素子１０５，２０５への給電を偏波切換回路２０８により切り換えて偏波面を９０度変化させることで、通信姿勢の変動によって生じる偏波面不一致による利得変動を抑えることができる。

第１１の実施形態．
図４０は本発明の第１１の実施形態に係る、微小ループアンテナ素子１０５Ａを備えたアンテナ装置の構成を示す斜視図である。第１１の実施形態に係るアンテナ装置は、図２８の第９の実施形態に係るアンテナ装置に比較して以下の点が異なる。
（１）微小ループアンテナ素子１０５に代えて微小ループアンテナ素子１０５Ａを備えたこと。
以下、当該相違点について説明する。

図４０において、微小ループアンテナ素子１０５Ａは、
（ａ）Ｘ軸方向のループ面と矩形形状を有する１巻のループアンテナ部１０５ａの左半分である半分ループアンテナ部１０５ａａと、
（ｂ）上記１巻のループアンテナ部１０５ａの右半分である半分ループアンテナ部１０５ａｂと、
（ｃ）Ｘ軸方向のループ面と矩形形状を有する１巻のループアンテナ部１０５ｂの左半分である半分ループアンテナ部１０５ｂａと、
（ｄ）上記１巻のループアンテナ部１０５ｂの右半分である半分ループアンテナ部１０５ｂｂと、
（ｅ）Ｘ軸方向のループ面と矩形形状を有する１巻のループアンテナ部１０５ｃと、
（ｆ）Ｚ軸と概略平行となるように設けられ、半分ループアンテナ部１０５ａａと半分ループアンテナ部１０５ｂｂとを接続する接続導体１０５ｄａと、
（ｇ）Ｚ軸と概略平行となるように設けられ、半分ループアンテナ部１０５ａｂと半分ループアンテナ部１０５ｂａとを接続する接続導体１０５ｄｂと、
（ｈ）Ｚ軸と概略平行となるように設けられ、半分ループアンテナ部１０５ｂｂとループアンテナ部１０５ｃとを接続する接続導体１０５ｅａと、
（ｉ）Ｚ軸と概略平行となるように設けられ、半分ループアンテナ部１０５ｂａとループアンテナ部１０５ｃとを接続する接続導体１０５ｅｂとから構成される。

なお、半分ループアンテナ部１０５ａａの一端は給電点Ｑ１であり、給電点Ｑ１は給電導体１５１を介してインピーダンス整合回路１０４に接続される。また、半分ループアンテナ部１０５ａｂの一端は給電点Ｑ２であり、給電点Ｑ２は給電導体１５２を介してインピーダンス整合回路１０４に接続される。

次に微小ループアンテナ素子１０５Ａの電流の流れについて以下説明する。図４１は図４０の微小ループアンテナ素子１０５Ａの電流方向を示す斜視図である。図４１から明らかなように、半分ループアンテナ部１０５ａａ，１０５ｂａ及びループアンテナ部１０５ｃの左半分には互いに同一の電流が流れ、半分ループアンテナ部１０５ａｂ，１０５ｂｂ及びループアンテナ部１０５ｃの右半分には互いに同一の電流が流れる。また、１対の接続導体１０５ｄａ，１０５ｄｂには、それらにより２つの給電点Ｑ１，Ｑ２から略等距離の位置で交差させて各２つの半分ループアンテナ部を接続しているため、互いに逆相の電流が流れる。さらに、１対の接続導体１０５ｅａ，１０５ｅｂには、それらにより２つの給電点Ｑ１，Ｑ２から略等距離の位置で交差させて各２つの半分ループアンテナ部を接続しているため、互いに逆相の電流が流れる。

従って、本実施形態に係るアンテナ装置の放射は、
（ａ）Ｘ軸に平行に設けられた、半分ループアンテナ部１０５ａａ，１０５ａｂ,１０５ｂａ，１０５ｂｂ，１０５ｃからの水平偏波成分の放射と、
（ｂ）Ｚ軸に平行に設けられた、接続導体１０５ｄａ，１０５ｄｂ，１０５ｅａ，１０５ｅｂからの垂直偏波成分の放射とからなる。

図４２は図４０のアンテナ装置が導体板１０６に近接するときの両者の位置関係及び距離Ｄを示す斜視図である。図４２において、アンテナ装置からの電波の放射は、上述のように、微小ループアンテナ素子１０５ＡからのＸ軸に平行な水平偏波成分及びＺ軸に平行な垂直偏波成分の放射を含む。本実施形態において、垂直偏波成分の放射では、図６（ｂ）と同様に、アンテナ装置と導体板１０６との距離Ｄが、波長に対して十分短いとき、垂直偏波成分のアンテナ利得が大幅に低下して最小となる。アンテナ装置と導体板１０６との距離Ｄが、４分の１波長の奇数倍であるとき、垂直偏波成分のアンテナ利得が最大となる。アンテナ装置と導体板１０６との距離Ｄが、４分の１波長の偶数倍であるとき、垂直偏波成分のアンテナ利得が大幅に低下して最小となる。また、水平偏波成分の放射では、図５（ｂ）と同様に、アンテナ装置と導体板１０６との距離Ｄが、波長に対して十分短いとき、水平偏波成分のアンテナ利得が最大となる。アンテナ装置と導体板１０６との距離Ｄが、４分の１波長の奇数倍であるとき、水平偏波成分のアンテナ利得が大幅に低下して最小となる。アンテナ装置と導体板１０６との距離Ｄが、４分の１波長の偶数倍であるとき、水平偏波成分のアンテナ利得が最大となる。従って、アンテナ装置が導体板１０６に近接するとき、水平偏波成分のアンテナ利得が低下するとき、垂直偏波成分のアンテナ利得が増加し、垂直偏波成分のアンテナ利得が低下するとき、水平偏波成分のアンテナ利得が増加するように動作する。

図４３（ａ）は図４０の接続導体１０５ｄａ，１０５ｄｂ（又は１０５ｅａ，１０５ｅｂ）の長さに対する微小ループアンテナ素子１０５ＡのＸＹ平面の水平偏波成分の平均アンテナ利得を示すグラフであり、図４３（ｂ）は図４０の接続導体１０５ｄａ，１０５ｄｂ（又は１０５ｅａ，１０５ｅｂ）の長さに対する微小ループアンテナ素子１０５ＡのＸＹ平面の垂直偏波成分の平均アンテナ利得を示すグラフである。図４４（ａ）は図４０の接続導体１０５ｄａ，１０５ｄｂ間（又は接続導体１０５ｅａ，１０５ｅｂ間）の距離に対する微小ループアンテナ素子１０５ＡのＸＹ平面の水平偏波成分の平均アンテナ利得を示すグラフであり、図４４（ｂ）は図４０の接続導体１０５ｄａ，１０５ｄｂ間（又は接続導体１０５ｅａ，１０５ｅｂ間）の距離に対する微小ループアンテナ素子１０５ＡのＸＹ平面の垂直偏波成分の平均アンテナ利得を示すグラフである。これらのグラフは周波数４２６ＭＨｚで計算した。

図４３（ａ）、図４３（ｂ）、図４４（ａ）及び図４４（ｂ）から明らかなように、各接続導体（１０５ｄａ，１０５ｄｂ，１０５ｅａ，１０５ｅｂ）の長さや、１対の接続導体（１０５ｄａ，１０５ｄｂ又は１０５ｅａ，１０５ｅｂ）間の距離が増加すると、１対の接続導体（１０５ｄａ，１０５ｄｂ又は１０５ｅａ，１０５ｅｂ）の互いに逆相の電流による各接続導体からの電波の放射の打ち消し効果が薄れ、各接続導体からの電波の放射が大きくなるため、水平偏波成分は実質的に一定であるが、垂直偏波成分は増加する。すなわち、各接続導体（１０５ｄａ，１０５ｄｂ，１０５ｅａ，１０５ｅｂ）の長さや、１対の接続導体（１０５ｄａ，１０５ｄｂ又は１０５ｅａ，１０５ｅｂ）間の距離をそれぞれ所定の値に設定することで、垂直偏波成分と水平偏波成分の各アンテナ利得を実質的に同一に設定することができる。

以上説明したように、電波の放射が強く、調整が困難でかつ接地導体板１０１のサイズや形状により大きく左右される微小ループアンテナ素子１０５Ａから接地導体板１０１に直接流れる磁流電流による放射を平衡不平衡変換回路１０３Ｐにより抑え、微小ループアンテナ素子１０５Ａの各部位の寸法を所定の値に設定することで、アンテナ装置と導体板１０６との距離Ｄにかかわらず、一定の合成偏波成分のアンテナ利得を得るアンテナ装置を実現できる。また、接続導体１０５ｄａ，１０５ｄｂ，１０５ｅａ，１０５ｅｂから放射される偏波成分と、半分ループアンテナ部１０５ａａ，１０５ａｂ，１０５ｂａ，１０５ｂｂ及びループアンテナ部１０５ｃから放射される偏波成分とは互いに直交関係にあるため、垂直水平両偏波成分を有し、偏波ダイバーシチの効果を得ることができる。

第１２の実施形態．
図４５は本発明の第１２の実施形態に係る、微小ループアンテナ素子１０５Ａ，２０５Ａを備えたアンテナ装置の構成を示す斜視図である。第１２の実施形態に係るアンテナ装置は、図１０の第２の実施形態に係るアンテナ装置に比較して以下の点が異なる。
（１）微小ループアンテナ素子１０５に代えて微小ループアンテナ素子１０５Ａを備えたこと。
（２）微小ループアンテナ素子２０５に代えて微小ループアンテナ素子２０５Ａを備えたこと。
（３）給電回路１０３に代えて平衡不平衡変換回路１０３Ｐを備えたこと。
（４）給電回路２０３に代えて平衡不平衡変換回路２０３Ｐを備えたこと。

図４５において、微小ループアンテナ素子２０５Ａは、
（ａ）Ｚ軸方向のループ面と矩形形状を有する１巻のループアンテナ部２０５ａの左半分である半分ループアンテナ部２０５ａａと、
（ｂ）上記１巻のループアンテナ部２０５ａの右半分である半分ループアンテナ部２０５ａｂと、
（ｃ）Ｚ軸方向のループ面と矩形形状を有する１巻のループアンテナ部２０５ｂの左半分である半分ループアンテナ部２０５ｂａと、
（ｄ）上記１巻のループアンテナ部２０５ｂの右半分である半分ループアンテナ部２０５ｂｂと、
（ｅ）Ｚ軸方向のループ面と矩形形状を有する１巻のループアンテナ部２０５ｃと、
（ｆ）Ｘ軸と概略平行となるように設けられ、半分ループアンテナ部２０５ａａと半分ループアンテナ部２０５ｂｂとを接続する接続導体２０５ｄａと、
（ｇ）Ｘ軸と概略平行となるように設けられ、半分ループアンテナ部２０５ａｂと半分ループアンテナ部２０５ｂａとを接続する接続導体２０５ｄｂと、
（ｈ）Ｘ軸と概略平行となるように設けられ、半分ループアンテナ部２０５ｂｂとループアンテナ部２０５ｃとを接続する接続導体２０５ｅａと、
（ｉ）Ｘ軸と概略平行となるように設けられ、半分ループアンテナ部２０５ｂａとループアンテナ部２０５ｃとを接続する接続導体２０５ｅｂとから構成される。

なお、半分ループアンテナ部２０５ａａの一端は給電点Ｑ３であり、給電点Ｑ３は給電導体２５１を介してインピーダンス整合回路２０４に接続される。また、半分ループアンテナ部２０５ａｂの一端は給電点Ｑ４であり、給電点Ｑ４は給電導体２５２を介してインピーダンス整合回路２０４に接続される。本実施形態においては、互いに直交するように設けられた微小ループアンテナ素子１０５Ａと微小ループアンテナ素子２０５Ａへの給電をスイッチ２０８により切り換えることにより、アンテナダイバーシチを行う。

図４６は図４５のアンテナ装置が導体板１０６に近接するときの両者の位置関係及び距離Ｄを示す斜視図である。図４６において、微小ループアンテナ素子１０５Ａへの給電時の電波の放射は、第１１の実施形態と同様である。微小ループアンテナ素子２０５Ａへの給電時の電波の放射は、微小ループアンテナ素子２０５Ａが、ＸＺ平面において微小ループアンテナ素子１０５Ａに対して直交する向きに設けられているため、接続導体２０５ｄａ，２０５ｄｂ，２０５ｅａ，２０５ｅｂからの電波の放射は水平偏波で行われ、半分ループアンテナ素子２０５ａａ，２０５ａｂ，２０５ｂａ，２０５ｂｂ，２０５ｃからの電波の放射は垂直偏波で行われる。

第１１の実施形態と同様に、微小ループアンテナ素子１０５Ａの各部位の寸法を所定の値に設定して、垂直偏波成分と水平偏波成分の各アンテナ利得を実質的に同一に設定した場合、ループアンテナ素子１０５Ａへの給電時、アンテナ装置と導体板１０６との距離Ｄにかかわらず一定の合成偏波成分のアンテナ利得を得る。同様に、微小ループアンテナ素子２０５Ａの各部位の寸法を所定の値に設定して、垂直偏波成分と水平偏波成分の各アンテナ利得を実質的に同一に設定した場合、微小ループアンテナ素子２０５への給電時、アンテナ装置と導体板１０６との距離Ｄにかかわらず一定の合成偏波成分のアンテナ利得を得る。また、アンテナ装置と導体板１０６との距離Ｄにかかわらず、微小ループアンテナ素子１０５Ａへの給電時のアンテナ装置から放射される偏波成分と、微小ループアンテナ素子２０５Ａへの給電時のアンテナ装置から放射される偏波成分は直交関係にある。

以上説明したように、本実施形態によれば、アンテナ装置と導体板１０６との距離Ｄにかかわらず、一定の合成偏波成分のアンテナ利得を得ることができ、さらに、微小ループアンテナ素子１０５Ａと同様の構成を有する微小ループアンテナ素子２０５Ａを、ＸＺ平面において微小ループアンテナ素子１０５Ａに対して直交する向きに設けることにより、アンテナ装置と導体板１０６との距離Ｄが波長に対して十分短いときや４分の１波長の倍数のときなど、垂直水平両偏波のうち一方の偏波が大きく減衰するときでも、微小ループアンテナ素子１０５Ａと微小ループアンテナ素子２０５Ａの偏波面が直交関係にあるため、偏波ダイバーシチの効果を得ることができる。

第１３の実施形態．
図４７は本発明の第１３の実施形態に係る、微小ループアンテナ素子１０５Ａ，２０５Ａを備えたアンテナ装置の構成を示す斜視図である。第１３の実施形態に係るアンテナ装置は、図４５の第１２の実施形態に係るアンテナ装置に比較して、以下の点が異なる。
（１）スイッチ２０８の代わりに９０度位相差分配器２７２を備えたこと。

以上のように構成されたアンテナ装置においては、微小ループアンテナ素子１０５Ａ，２０５Ａにはそれぞれ９０度位相差分配器２７２により９０度位相差で給電される。また、微小ループアンテナ素子１０５Ａと微小ループアンテナ素子２０５Ａの偏波面が直交関係にあり、微小ループアンテナ素子１０５Ａ，２０５Ａと導体板１０６との距離Ｄが変化しても垂直偏波成分及び水平偏波成分が発生する。従って、アンテナ装置は導体板１０６との距離Ｄにかかわらず、一定の円偏波の電波を放射する。

以上説明したように、本実施形態によれば、アンテナ装置と導体板１０６との距離Ｄにかかわらず、偏波ダイバーシチの効果を得ることができ、さらに無線送受信回路１０２からの制御信号によるスイッチ２０８の切り換え動作を不要にすることができる。

第１４の実施形態．
図４８は本発明の第１４の実施形態に係る、微小ループアンテナ素子１０５Ｂを備えたアンテナ装置の構成を示す斜視図である。第１４の実施形態に係るアンテナ装置は、図４０の第１１の実施形態に係るアンテナ装置と比較して以下の点が異なる。
（１）微小ループアンテナ素子１０５Ａに代えて、図２（ｂ）の微小ループアンテナ素子１０５Ｂを備えたこと。
以下、当該相違点について説明する。

図４８において、半分ループアンテナ部１０５ａａの一端は給電点Ｑ１であり、給電点Ｑ１は給電導体１５１を介してインピーダンス整合回路１０４に接続される。また、半分ループアンテナ部１０５ａｂの一端は給電点Ｑ２であり、給電点Ｑ２は給電導体１５２を介してインピーダンス整合回路１０４に接続される。アンテナ素子１０５Ｂは、互いのループの中心軸が平行で、かつ互いのループの巻き方向が逆方向の関係にある右巻き微小ループアンテナ１０５Ｂａ及び左巻き微小ループアンテナ１０５Ｂｂから構成され、微小ループアンテナ１０５Ｂａ，１０５Ｂｂの先端同士は接続されている。

図４９は図４８の微小ループアンテナ素子１０５Ｂの電流方向を示す斜視図である。図４９から明らかなように、半分ループアンテナ部１０５ａａ，１０５ａｂ，１０５ｂａ，１０５ｂｂ及びループアンテナ部１０５ｃにはすべて右回り方向の電流が流れる。また、１対の接続導体１６１，１６３及び１対の接続導体１６２，１６４にはそれぞれ互いに逆相の電流が流れる。

図５０は図４８のアンテナ装置が導体板１０６に近接するときの両者の位置関係及び距離Ｄを示す斜視図である。微小ループアンテナ素子１０５Ｂを備えたアンテナ装置からの電波の放射は、
（ａ）Ｘ軸に平行に設けられた、微小ループアンテナ素子１０５Ｂの半分ループアンテナ部１０５ａａ，１０５ａｂ，１０５ｂａ，１０５ｂｂ及びループアンテナ部１０５ｃからの水平偏波成分の放射と、
（ｂ）Ｚ軸に平行に設けられた、微小ループアンテナ素子１０５Ｂの接続導体１６１−１６４からの垂直偏波成分の放射とからなる。

本実施形態の垂直偏波成分の放射においても、上述の実施形態と同様に、アンテナ装置と導体板１０６との距離Ｄが波長に対して十分短いとき、垂直偏波成分のアンテナ利得が大幅に低下して最小となる。アンテナ装置と導体板１０６との距離Ｄが４分の１波長の奇数倍であるとき、垂直偏波成分のアンテナ利得が最大となる。アンテナ装置と導体板１０６との距離Ｄが４分の１波長の偶数倍であるとき、垂直偏波成分のアンテナ利得が大幅に低下して最小となる。

また、水平偏波成分の放射においても、上述の実施形態と同様に、アンテナ装置と導体板１０６との距離Ｄが波長に対して十分短いとき、水平偏波成分のアンテナ利得が最大となる。アンテナ装置と導体板１０６との距離Ｄが４分の１波長の奇数倍であるとき、水平偏波成分のアンテナ利得が大幅に低下して最小となる。アンテナ装置と導体板１０６との距離Ｄが４分の１波長の偶数倍であるとき、水平偏波成分のアンテナ利得が最大となる。従って、アンテナ装置が導体板１０６に近接するとき、水平偏波成分のアンテナ利得が低下するとき、垂直偏波成分のアンテナ利得が増加し、垂直偏波成分のアンテナ利得が低下するとき、水平偏波成分のアンテナ利得が増加するように動作する。

本実施形態において、垂直偏波成分と水平偏波成分の各アンテナ利得を実質的に同一となるように設定することにより、合成成分は、アンテナ装置と導体板１０６との距離Ｄにかかわらず実質的に一定となる。アンテナ素子１０５Ｂは平衡不平衡変換回路１０３Ｐにより平衡給電されるので、アンテナ素子１０５Ｂから接地導体板１０１に直接流れる電流による放射は非常に小さい。接地導体板１０１からの電波の放射は、アンテナ素子１０５からの電波の放射によって接地導体板１０１に誘起される電流による放射が主であるので、接地導体板１０１からの電波の放射はアンテナ素子１０５からの電波の放射に比べて小さい。アンテナ装置全体からの電波の放射はアンテナ素子１０５Ｂによる放射が主となる。

従って、アンテナ素子１０５Ｂの各部位の寸法を所定の値に設定することで、アンテナ装置から放射される垂直偏波成分と水平偏波成分の各アンテナ利得を実質的に同一に設定することができる。接続導体１６１，１６２からの電波の放射は、接続導体１６１，１６２の長さ、もしくは接続導体１６１，１６３間の距離が増加すると、互いに逆相の電流が流れることによる互いの放射の相殺効果が薄れるため、放射が大きくなる。すなわち、アンテナ装置から放射される水平偏波成分は実質的に一定に保ちつつ、垂直偏波成分は増加する。これは、接続導体１６３，１６４についても同様である。接続導体１６１−１６４の長さ、接続導体１６１，１６３間の距離、接続導体１６２，１６４間の距離の値を所定の値に設定することで、垂直偏波成分と水平偏波成分の各アンテナ利得を実質的に同一に設定することができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、電波の放射が強く、調整が困難でかつ接地導体板１０１のサイズや形状により大きく左右されるアンテナ素子１０５Ｂから接地導体板１０１に直接流れる電流による放射を平衡不平衡変換回路１０３Ｐにより抑え、アンテナ素子１０５Ｂの各部位の寸法を所定の値に設定することで、アンテナ装置と導体板１０６との距離Ｄにかかわらず、実質的に一定の合成成分のアンテナ利得を得るアンテナ装置を実現できる。また、接続導体１６１−１６４の偏波成分と、半分ループアンテナ部１０５ａａ，１０５ａｂ，１０５ｂａ，１０５ｂｂ及びループアンテナ部１０５ｃの偏波成分が直交関係にあるため、当該アンテナ装置は垂直水平両偏波成分を有し、偏波ダイバーシチの効果を得ることができる。

第１５の実施形態．
図５１は本発明の第１５の実施形態に係る、微小ループアンテナ素子１０５Ｂ，２０５Ｂを備えたアンテナ装置の構成を示す斜視図である。第１５の実施形態に係るアンテナ装置は、図４５の第１２の実施形態に係るアンテナ装置に比較して以下の点が異なる。
（１）微小ループアンテナ素子１０５Ａに代えて微小ループアンテナ素子１０５Ｂを備えたこと。
（２）微小ループアンテナ素子２０５Ａに代えて微小ループアンテナ素子２０５Ｂを備えたこと。
以下、当該相違点について説明する。

図５１において、微小ループアンテナ素子２０５Ｂは、図２（ｂ）の微小ループアンテナ素子１０５Ｂと同様に、
（ａ）それぞれ略矩形形状の３辺で構成され、Ｚ軸に概略平行な実質的に同一面に形成された、各半分巻の半分ループアンテナ部２０５ａａ，２０５ａｂと、
（ｂ）それぞれ略矩形形状の３辺で構成され、Ｚ軸に概略平行な実質的に同一面に形成された、各半分巻の半分ループアンテナ部２０５ｂａ，２０５ｂｂと、
（ｃ）Ｚ軸に概略平行なループ面を有する矩形形状であって１巻のループアンテナ部２０５ｃと、
（ｄ）Ｘ軸と概略平行となるように設けられた接続導体部２６１ａと、Ｙ軸と概略平行となるように設けられた接続導体部２６１ｂと、Ｘ軸と概略平行となるように設けられた接続導体部２６１ｃとをそれぞれ順次概略直角で折り曲げられて連結して含み、半分ループアンテナ部２０５ａａと半分ループアンテナ部２０５ｂａとを接続する接続導体２６１と、
（ｅ）Ｘ軸と概略平行となるように設けられた接続導体部２６２ａと、Ｙ軸と概略平行となるように設けられた接続導体部２６２ｂと、Ｘ軸と概略平行となるように設けられた接続導体部２６２ｃとをそれぞれ順次概略直角で折り曲げられて連結して含み、半分ループアンテナ部２０５ｂａとループアンテナ部２０５ｃとを接続する接続導体２６２と、
（ｆ）Ｘ軸と概略平行となるように設けられた接続導体部２６３ａと、Ｙ軸と概略平行となるように設けられた接続導体部２６３ｂと、Ｘ軸と概略平行となるように設けられた接続導体部２６３ｃとをそれぞれ順次概略直角で折り曲げられて連結して含み、半分ループアンテナ部２０５ａｂと半分ループアンテナ部２０５ｂｂとを接続する接続導体２６３と、
（ｇ）Ｘ軸と概略平行となるように設けられた接続導体部２６４ａと、Ｙ軸と概略平行となるように設けられた接続導体部２６４ｂと、Ｘ軸と概略平行となるように設けられた接続導体部２６４ｃとをそれぞれ順次概略直角で折り曲げられて連結して含み、半分ループアンテナ部２０５ｂｂとループアンテナ部２０５ｃとを接続する接続導体２６４とから構成される。すなわち、微小ループアンテナ素子２０５Ｂは、互いのループの中心軸が平行で、かつ互いのループの巻き方向が逆方向の関係にある右巻き微小ループアンテナ２０５Ｂａ及び左巻き微小ループアンテナ２０５Ｂｂの先端同士を接続して構成してなる。

以上のように構成されたアンテナ装置において、微小ループアンテナ素子１０５Ｂと微小ループアンテナ素子２０５Ｂへの給電をスイッチ２０８により切り換えることにより、アンテナダイバーシチを行う。

図５２は図５１のアンテナ装置が導体板１０６に近接するときの両者の位置関係及び距離Ｄを示す斜視図である。図５２において、微小ループアンテナ素子１０５Ｂへの給電時の電波の放射は、第１４の実施形態と同様である。また、微小ループアンテナ素子２０５Ｂへの給電時の電波の放射は、微小ループアンテナ素子２０５Ｂが、ＸＺ平面において微小ループアンテナ素子１０５Ｂに対して直交する向きに設けられているため、接続導体２６１−２６４からの電波の放射は水平偏波で行われ。また、半分ループアンテナ部２０５ａａ，２０５ａｂ，２０５ｂａ，２０５ｂｂ及びループアンテナ部２０５ｃからの電波の放射は垂直偏波で行われる。

第１４の実施形態と同様に、微小ループアンテナ素子１０５Ｂの各部位の寸法を所定の値に設定して、垂直偏波成分と水平偏波成分の各アンテナ利得を実質的に同一に設定した場合、微小ループアンテナ素子１０５Ｂへの給電時、アンテナ装置と導体板１０６との距離Ｄにかかわらず実質的に一定の合成成分のアンテナ利得を得る。同様に、微小ループアンテナ素子２０５Ｂの各部位の寸法を所定の値に設定して、垂直偏波成分と水平偏波成分の各アンテナ利得を実質的に同一に設定した場合、微小ループアンテナ素子２０５Ｂへの給電時、アンテナ装置と導体板１０６との距離Ｄにかかわらず実質的に一定の合成成分のアンテナ利得を得る。また、アンテナ装置と導体板１０６との距離Ｄにかかわらず、微小ループアンテナ素子１０５Ｂへの給電時のアンテナ装置から放射される偏波成分と、微小ループアンテナ素子２０５Ｂへの給電時のアンテナ装置から放射される偏波成分は直交関係にある。

以上説明したように、本実施形態によれば、アンテナ装置と導体板１０６との距離Ｄにかかわらず、実質的に一定の合成成分のアンテナ利得を得ることができ、さらに、微小ループアンテナ素子１０５Ｂと同様の構成を有する微小ループアンテナ素子２０５Ｂを、ＸＺ平面において、微小ループアンテナ素子１０５Ｂに対して直交する向きに設けることにより、アンテナ装置と導体板１０６との距離Ｄが波長に対して十分短いときや４分の１波長の倍数のときなど、垂直水平両偏波のうち一方の偏波が大きく減衰するときでも、微小ループアンテナ素子１０５Ｂ，２０５Ｂの各偏波面が互いに直交関係にあるため、偏波ダイバーシチの効果を得ることができる。

第１６の実施形態．
図５３は本発明の第１６の実施形態に係る、微小ループアンテナ素子１０５Ｂ，２０５Ｂを備えたアンテナ装置の構成を示す斜視図である。第１６の実施形態に係るアンテナ装置は、図５１の第１５の実施形態に係るアンテナ装置と比較して、以下の点が異なる。
（１）スイッチ２０８に代えて、９０度位相差分配器２７２を備えたこと。

以上のように構成されたアンテナ装置は、微小ループアンテナ素子１０５Ｂ，２０５Ｂの動作を除いて、図４７の第１３の実施形態に係るアンテナ装置と同様の作用効果を有する。従って、本実施形態によれば、アンテナ装置と導体板１０６との距離Ｄにかかわらず、偏波ダイバーシチの効果を得ることができ、さらに無線送受信回路１０２からの制御信号によるスイッチ２０８の切り換え動作を不要にすることができる。

第１７の実施形態．
図５４は本発明の１７の実施形態に係る、認証キー用アンテナ装置１００と対象機器用アンテナ装置３００とを備えたアンテナシステムの構成を示す斜視図及びブロック図である。図５４において、アンテナシステムは、認証キー用アンテナ装置１００と、対象機器用アンテナ装置３００とを備えて構成される。認証キー用アンテナ装置１００は、使用者が所持する無線通信機能を備えた、例えば第１の実施形態に係るアンテナ装置であって、他の実施形態に係るアンテナ装置であってもよい。対象機器用アンテナ装置３００は、無線通信機能を有し、認証キー用アンテナ装置１００と無線通信を行う。対象機器用アンテナ装置３００は、無線送受信回路３０１と、水平偏波アンテナ３０３と、垂直偏波アンテナ３０４と、切換制御信号Ｓｓに従ってアンテナ３０３，３０４を選択的に切り換えるスイッチ３０２とを備えて構成される。なお、導体板１０６が認証キー用アンテナ装置１００に近接するときの動作は第１の実施形態と同様である。

図５５（ａ）は図５４のアンテナシステムにおいて、微小ループアンテナ素子１０５の垂直偏波成分のアンテナ利得の最大値が水平偏波成分のアンテナ利得の最大値に実質的に等しいときの、認証キー用アンテナ装置１００と導体板１０６との間の距離Ｄに対する、認証キー用アンテナ装置１００から導体板１０６に向かう方向とは反対の方向での合成アンテナ利得を示すグラフである。図５５（ｂ）は図５４のアンテナシステムにおいて、微小ループアンテナ素子１０５の垂直偏波成分のアンテナ利得の最大値が水平偏波成分のアンテナ利得の最大値よりも大きいときの、認証キー用アンテナ装置１００と導体板１０６との間の距離Ｄに対する、認証キー用アンテナ装置１００から導体板１０６に向かう方向とは反対の方向での合成アンテナ利得を示すグラフである。なお、認証キー用アンテナ装置１００が放射する合成成分Ｃｏｍは、垂直偏波成分と水平偏波成分をベクトル合成したものである。

図５５（ａ）から明らかなように、垂直偏波成分のアンテナ利得が水平偏波成分のアンテナ利得より高いとき、認証キー用アンテナ装置１００と導体板１０６との距離が４分の１波長の奇数倍であるとき、合成成分のアンテナ利得は最大となる。また、図５５（ｂ）に示すように、垂直偏波成分のアンテナ利得の最大値が水平偏波成分のアンテナ利得の最大値と実質的に同一であるとき、認証キー用アンテナ装置１００と導体板１０６との距離にかかわらず、合成成分のアンテナ利得は実質的に一定となる。

微小ループアンテナ素子１０５は全長が送受信する電波の１波長以下であり微小ループアンテナとして動作するため、利得が非常に小さい。微小ループアンテナ素子１０５へ不平衡給電を行った場合、微小ループアンテナ素子１０５からの電波の放射に比べて、接地導体板１０１からの磁流電流による電波の放射が大きく、認証キー用アンテナ装置１００と導体板１０６との距離Ｄと、導体板１０６と反対方向の認証キー用アンテナ装置１００の利得の関係は図５５（ｂ）と同様になる。一方、微小ループアンテナ素子１０５へ平衡給電を行った場合、接地導体板１０１からの電波の放射が低下し、微小ループアンテナ素子１０５からの電波の放射と、接地版１０１からの電波の放射が実質的に同一になり、認証キー用アンテナ装置１００と導体板１０６との距離Ｄと、導体板１０６と反対方向の認証キー用アンテナ装置１００の利得の関係は図５５（ａ）と同様になる。

認証キー用アンテナ装置１００において、バラン１０３１を有する給電回路１０３を用いて微小ループアンテナ素子１０５へ平衡給電を行うことで、微小ループアンテナ素子１０５は垂直偏波成分と水平偏波成分の利得が実質的に同一になり、認証キー用アンテナ装置１００と導体板１０６との距離Ｄにかかわらず合成成分のアンテナ利得を実質的に一定とすることができる。

図５４の対象機器用アンテナ装置３００において、無線送受信回路３０１は、送信無線信号を生成して出力し、入力された受信無線信号を復調する。無線送受信回路３０１は、送信回路のみ、又は受信回路のみであってもよい。また、無線送受信回路３０１はスイッチ３０２を制御するための切換制御信号Ｓｓを出力する。スイッチ３０２は、切換制御信号Ｓｓに基づいて、無線送受信回路３０１を水平偏波アンテナ３０３と垂直偏波アンテナ３０４のうちの一方に接続する。なお、スイッチ３０２の代わりに信号分配器又は信号合成器を用いてもよい。水平偏波アンテナ３０３は例えばスリーブアンテナやダイポールアンテナなどの線状アンテナであって、Ｘ軸に平行となるように設けられる。垂直偏波アンテナ３０３は例えばスリーブアンテナやダイポールアンテナなどの線状アンテナであって、Ｚ軸に平行となるように設けられる。

以上のように構成された対象機器用アンテナ装置３００において、例えば、水平偏波アンテナ２０３により受信された認証キー用アンテナ装置１００からの電波の無線信号と、垂直偏波アンテナ２０４により受信された認証キー用アンテナ装置１００からの電波の無線信号とを、それらのうちのより大きな受信電力を有する無線信号を受信するようにスイッチ３０２を用いて選択的に切り換えることにより、アンテナダイバーシチを行う。

認証キー用アンテナ装置１００は導体板１０６との距離Ｄにより、放射する偏波成分が変化する。導体板１０６との距離Ｄが波長に対して十分短いときや４分の１波長の倍数であるときは、垂直偏波と水平偏波とのうちいずれか一方が強く放射される。すなわち、対象機器用アンテナ装置３００が受信できる電波の偏波成分と認証キー用アンテナ装置１００から放射される偏波成分が不一致の場合、認証キー用アンテナ装置１００のアンテナの利得は劣化する。対象機器用アンテナ装置３００に水平偏波アンテナ２０３及び垂直偏波アンテナ２０４を備えることで垂直水平両偏波の電波を受信することができ、認証キー用アンテナ装置１００と導体板１０６との距離Ｄにかかわらず、実質的に一定の強度の電波を受信することができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、バラン１０３１を有する給電回路１０３を用いて微小ループアンテナ素子１０５へ平衡給電を行うことで、微小ループアンテナ素子１０５からの水平偏波成分の放射と垂直偏波成分の放射とを実質的に同一にすることで、導体板１０６との距離Ｄによる認証キー用アンテナ装置１００の利得変動を小さくできる。また、対象機器用アンテナ装置３００に水平偏波アンテナ２０３及び垂直偏波アンテナ２０４を備えることで、導体板１０６との距離Ｄの変化により認証キー用アンテナ装置１００の放射する偏波成分が変化しても、対象機器用アンテナ装置３００は一定の強度で電波を受信することができる。対象機器用アンテナ装置３００と認証キー用アンテナ装置１００の偏波成分不一致による認証キー用アンテナ装置１００のアンテナの利得劣化を防ぐことができる。また、対象機器用アンテナ装置３００に水平偏波アンテナ２０３及び垂直偏波アンテナ２０４を備えることで偏波ダイバーシチの効果を得ることができ、フェージングの影響を回避できる。

以上説明したように、本実施形態によれば、導体板１０６との距離Ｄによる認証キーのアンテナの利得の変動が小さく、かつフェージングの影響を回避できる認証キー用アンテナ装置１００と対象機器用アンテナ装置３００を備えたアンテナシステムを提供することができる。従って、例えば、本発明に係るアンテナシステムを、例えば、距離によるセキュリティの確保が必要な機器により構成されるアンテナシステムに適用できる。

第１８の実施形態．
図５６は本発明の第１８の実施形態に係る、微小ループアンテナ素子１０５Ｃを備えたアンテナ装置の構成を示す斜視図である。第１８の実施形態に係るアンテナ装置は、図４８の第１４の実施形態に係るアンテナ装置に比較して以下の点が異なる。
（１）微小ループアンテナ素子１０５Ｂに代えて、微小ループアンテナ素子１０５Ｃを備えたこと。
（２）平衡不平衡変換回路１０３Ｐ及びインピーダンス整合回路１０４に代えて、分配器１０３Ｑ、振幅位相変換器１０３Ｒ及びインピーダンス整合回路１０４Ａ，１０４Ｂを備えたこと。
以下、当該相違点について説明する。

図５６において、微小ループアンテナ素子１０５Ｃは微小ループアンテナ素子１０５Ｂに比較して以下の点が異なる。
（ａ）ループアンテナ部１０５ｃは、左半分の半分ループアンテナ部１０５ｃａと、右半分の半分ループアンテナ部１０５ｃｂとに二分される。
（ｂ）半分ループアンテナ部１０５ｃａは１回巻きののち、Ｚ軸に概略平行な接続導体１６５を介して給電点Ｑ１１に接続され、給電点Ｑ１１は給電導体１５３を介してインピーダンス整合回路１０４Ａに接続される。なお、半分ループアンテナ部１０５ａａの一端の給電点Ｑ１は給電導体１５１を介してインピーダンス整合回路１０４Ａに接続される。
（ｃ）半分ループアンテナ部１０５ｃｂは１回巻きののち、Ｚ軸に概略平行な接続導体１６６を介して給電点Ｑ１２に接続され、給電点Ｑ１２は給電導体１５４を介してインピーダンス整合回路１０４Ｂに接続される。なお、半分ループアンテナ部１０５ａｂの一端の給電点Ｑ２は給電導体１５２を介してインピーダンス整合回路１０４Ｂに接続される。インピーダンス整合回路１０４Ａ，１０４Ｂは図１のインピーダンス整合回路１０４のインピーダンス整合機能を有し、微小ループアンテナ素子１０５Ｃの給電点Ｑ１，Ｑ２，Ｑ１１，Ｑ１２に不平衡無線信号を印加する。
（ｄ）半分ループアンテナ部１０５ａａ，１０５ｂａ，１０５ｃａにより左半分の右巻き微小ループアンテナ１０５Ｃａを構成し、半分ループアンテナ部１０５ａｂ，１０５ｂｂ，１０５ｃｂにより右半分の左巻き微小ループアンテナ１０５Ｃｂを構成する。すなわち、微小ループアンテナ素子１０５Ｃは右巻き微小ループアンテナ１０５Ｃａと左巻き微小ループアンテナ１０５Ｃｂとから構成される。

図５６において、分配器１０３Ｑは無線送受信回路１０２からの送信無線信号を２分配して振幅位相変換器１０３Ｒ及びインピーダンス整合回路１０４Ｂに出力する。振幅位相変換器１０３Ｒは振幅可変機能及び移相器機能を有し、入力された無線信号の振幅と位相の少なくとも一方を所定の値に変換してインピーダンス整合回路１０４Ａに出力する。

本実施形態において、右巻き微小ループアンテナ１０５Ｃａ及び左巻き微小ループアンテナ１０５Ｃｂへそれぞれもし平衡給電するとき（変形例）、インピーダンス整合回路１０４Ａ，１０４Ｂは、インピーダンス整合処理の他に不平衡／平衡変換処理を行う。右巻き微小ループアンテナ１０５Ｃａは右回り方向に螺旋状に巻回してなり、そのループ面が接地導体板１０１の面に対して概略垂直になるように設けられ、その２つの給電点Ｑ１，Ｑ１１がインピーダンス整合回路１０４Ａに接続される。また、左巻き微小ループアンテナ１０５Ｃｂは左回り方向に螺旋状に巻回してなり、そのループ面が接地導体板１０１の面に対して概略垂直になるように設けられ、その２つの給電点Ｑ２，Ｑ１２がインピーダンス整合回路１０４Ｂに接続される。なお、右巻き微小ループアンテナ１０５Ｃａ及び左巻き微小ループアンテナ１０５Ｃｂの各長さはそれぞれ、図１の微小ループアンテナ素子１０５と同様の微小長さを有する。

図５７は、図５６のアンテナ装置が導体板１０６に近接するときの両者の位置関係及び距離Ｄを示す斜視図である。アンテナ装置からの電波の放射は、右巻き微小ループアンテナ１０５Ｃａ及び左巻きループアンテナ１０５Ｃｂから行われ、
（１）接続導体１６１−１６６においてＺ軸方向に流れる電流による垂直偏波成分と、
（２）各半分ループアンテナ部１０５ａａ，１０５ａｂ，１０５ｂａ，１０５ｂｂ，１０５ｃａ，１０５ｃｂのＸ軸方向及びＹ軸方向でループ形状で流れる電流による水平偏波成分とからなる。

図５７に示すように、アンテナ装置に導体板１０６がＹ軸方向より近接するとき、垂直偏波成分を放射するＺ軸方向の部位は、導体板１０６に対して平行となるため、アンテナ装置と導体板１０６との距離Ｄと、導体板１０６と反対方向のアンテナ装置の垂直偏波成分のアンテナ利得との関係は、第１の実施形態の図６（ｂ）と同様に、アンテナ装置と導体板１０６との距離Ｄが波長に対して十分短いとき、垂直偏波成分のアンテナ利得が大幅に低下して最小となる。アンテナ装置と導体板１０６との距離Ｄが４分の１波長の奇数倍であるとき、垂直偏波成分のアンテナ利得が最大となる。また、アンテナ装置と導体板１０６との距離Ｄが４分の１波長の偶数倍であるとき、垂直偏波成分のアンテナ利得が大幅に低下して最小となる。

また、水平偏波成分を放射するＸ軸方向及びＹ軸方向の部位は、形成するループ面が導体板１０６に対して垂直となるため、アンテナ装置と導体板１０６との距離Ｄと、導体板１０６と反対方向のアンテナ装置の水平偏波成分のアンテナ利得との関係は、第１の実施形態の図５（ｂ）と同様に、アンテナ装置と導体板１０６との距離Ｄが波長に対して十分短いとき、水平偏波成分のアンテナ利得が最大となる。また、アンテナ装置と導体板１０６との距離Ｄが４分の１波長の奇数倍であるとき、水平偏波成分のアンテナ利得が大幅に低下して最小となる。さらに、アンテナ装置と導体板１０６との距離Ｄが４分の１波長の偶数倍であるとき、水平偏波成分のアンテナ利得が最大となる。従って、アンテナ装置が導体板１０６に近接するとき、水平偏波成分のアンテナ利得が低下するとき、垂直偏波成分のアンテナ利得が増加し、垂直偏波成分のアンテナ利得が低下するとき、水平偏波成分のアンテナ利得が増加するように動作する。

図５８は図５６の右巻き微小ループアンテナ１０５Ｃａと、左巻き微小ループアンテナ１０５Ｃｂとに対して同相で無線信号を不平衡給電したときの微小ループアンテナ素子１０５Ｃの電流方向を示す斜視図である。図５８から明らかなように、同相給電のとき、水平偏波を放射する部位である右巻き微小ループアンテナ１０５Ｃａ及び左巻き微小ループアンテナ１０５Ｃｂが形成するループに流れる電流は、回転方向が互いに逆であるため、水平偏波成分は低下する。また、垂直偏波を放射する部位である右巻き微小ループアンテナ１０５Ｃａ及び左巻きループアンテナ１０５ＣｂのＺ軸方向の部位に流れる電流は、互いに同じ方向であるため、垂直偏波成分は高くなる。

図５９は図５６の右巻き微小ループアンテナ１０５Ｃａと、左巻き微小ループアンテナ１０５Ｃｂとに対して逆相で無線信号を不平衡給電したときの微小ループアンテナ素子１０５Ｃの電流方向を示す斜視図である。図５９から明らかなように、逆相給電のとき、接続導体１６５，１６６は接地導体板１０１に短絡して給電する。

図６０は図５６の微小ループアンテナ素子１０５Ｃの右巻き微小ループアンテナ１０５Ｃａと、左巻き微小ループアンテナ１０５Ｃｂとに対して印加する２つの無線信号の位相差に対する水平偏波成分及び垂直偏波成分のＸＹ平面の平均アンテナ利得を示すグラフである。このグラフは、周波数４２６ＭＨｚにおける計算値である。図６０から明らかなように、右巻き微小ループアンテナ１０５Ｃａ及び左巻きループアンテナ１０５Ｃｂのそれぞれに給電する２つの無線信号の位相差Ｐｄと振幅差Ａｄのうちの少なくとも一方を変化させることにより、垂直偏波成分及び水平偏波成分のアンテナ利得を変化させることができ、また、位相差Ｐｄを１１０度付近に設定することにより、互いの偏波成分を実質的に同一に調整することができることがわかる。

以上説明したように、本実施形態によれば、右巻き微小ループアンテナ１０５Ｃａ及び左巻きループアンテナ１０５Ｃｂのそれぞれに給電する２つの無線信号の位相差Ｐｄ及び振幅差Ａｄを所定の値に設定することにより、垂直偏波成分と水平偏波成分の各アンテナ利得を実質的に同一となるように設定することができ、これにより、アンテナ装置と導体板１０６との距離Ｄにかかわらず、実質的に一定の合成成分のアンテナ利得を得るアンテナ装置を実現できる。

第１９の実施形態．
図６１は本発明の第１９の実施形態に係る、微小ループアンテナ素子１０５Ｃ，２０５Ｃを備えたアンテナ装置の構成を示す斜視図である。第１９の実施形態に係るアンテナ装置は、図５１の第１５の実施形態に係るアンテナ装置に比較して以下の点が異なる。
（１）微小ループアンテナ素子１０５Ｂに代えて、微小ループアンテナ素子１０５Ｃを備えたこと。
（２）微小ループアンテナ素子２０５Ｂに代えて、微小ループアンテナ素子１０５Ｃと同様の構成を有し、微小ループアンテナ素子１０５Ｃとそのループ軸が直交するように設けられた微小ループアンテナ素子２０５Ｃを備えたこと。
（３）平衡不平衡変換回路１０３Ｐ及びインピーダンス整合回路１０４に代えて、分配器１０３Ｑ、振幅位相変換器１０３Ｒ及びインピーダンス整合回路１０４Ａ，１０４Ｂを備えたこと。
（４）平衡不平衡変換回路２０３Ｐ及びインピーダンス整合回路２０４に代えて、分配器１０３Ｑ、振幅位相変換器１０３Ｒ及びインピーダンス整合回路１０４Ａ，１０４Ｂとそれぞれお同様の構成を有する分配器２０３Ｑ、振幅位相変換器２０３Ｒ及びインピーダンス整合回路２０４Ａ，２０４Ｂを備えたこと。
（５）スイッチ２０８に代えて、図３６の偏波切換回路２０８Ａを備えたこと。
以下、当該相違点について説明する。

図６１において、微小ループアンテナ素子２０５Ｃは、半分ループアンテナ部２０５ａａ，２０５ａｂ，２０５ｂａ，２０５ｂｂ，２０５ｃａ，２０５ｃｂと、接続導体２６１−２６６とを備えて構成され、給電点Ｑ３，Ｑ１３，Ｑ４，Ｑ１４を有する。給電点Ｑ３，Ｑ１３はそれぞれ給電導体２５１，２５３を介してインピーダンス整合回路２０４Ａに接続され、給電点Ｑ４，Ｑ１４はそれぞれ給電導体２５２，２５４を介してインピーダンス整合回路２０４Ｂに接続される。さらに、分配器２０３Ｑは無線送受信回路１０２から偏波切換回路２０８Ａを介して入力される送信無線信号を２分配して振幅位相変換器２０３Ｒ及びインピーダンス整合回路２０４Ｂに出力する。振幅位相変換器２０３Ｒは入力された無線信号の振幅と位相の少なくとも一方を所定の値に変換してインピーダンス整合回路２０４Ａに出力する。

図６２（ａ）は図６１のアンテナ装置において、微小ループアンテナ素子１０５Ｃの右巻き微小ループアンテナ１０５Ｃａ及び左巻き微小ループアンテナ１０５Ｃｂに無線信号を給電したときに、微小ループアンテナ素子１０５Ｃの垂直偏波成分のアンテナ利得の最大値が水平偏波成分のアンテナ利得の最大値に実質的に等しいときの、アンテナ装置と導体板１０６との間の距離Ｄに対する、アンテナ装置から導体板１０６に向かう方向とは反対の方向での合成アンテナ利得を示すグラフであり、図６２（ｂ）は図６１のアンテナ装置において、微小ループアンテナ素子２０５Ｃの右巻き微小ループアンテナ２０５Ｃａ及び左巻き微小ループアンテナ２０５Ｃｂに無線信号を給電したときに、微小ループアンテナ素子２０５Ｃの垂直偏波成分のアンテナ利得の最大値が水平偏波成分のアンテナ利得の最大値に実質的に等しいときの、アンテナ装置と導体板１０６との間の距離Ｄに対する、アンテナ装置から導体板１０６に向かう方向とは反対の方向での合成アンテナ利得を示すグラフである。

第１８の実施形態と同様に、右巻き微小ループアンテナ１０５Ｃａ及び左巻きループアンテナ１０５Ｃｂのそれぞれに給電する２つの無線信号の位相差及び振幅差を所定の値に設定することにより、垂直偏波成分と水平偏波成分の各アンテナ利得を実質的に同一に設定した場合、図６２（ａ）に示すように、右巻き微小ループアンテナ１０５Ｃａ及び左巻きループアンテナ１０５Ｃｂへの給電時、アンテナ装置と導体板１０６との距離Ｄにかかわらず実質的に一定の合成成分のアンテナ利得を得る。同様に、右巻き微小ループアンテナ２０５Ｃａ及び左巻きループアンテナ２０５Ｃｂのそれぞれに給電する２つの無線信号の位相差及び振幅差を所定の値に設定することにより、垂直偏波成分と水平偏波成分の各アンテナ利得を実質的に同一に設定した場合、図６２（ｂ）に示すように、右巻き微小ループアンテナ２０５Ｃａ及び左巻きループアンテナ２０５Ｃｂへの給電時、アンテナ装置と導体板１０６との距離Ｄにかかわらず実質的に一定の合成成分のアンテナ利得を得ることができる。また、アンテナ装置と導体板１０６との距離Ｄにかかわらず、右巻き微小ループアンテナ１０５Ｃａ及び左巻きループアンテナ１０５Ｃｂへの給電時のアンテナ装置から放射される偏波成分と、右巻き微小ループアンテナ２０５Ｃａ及び左巻きループアンテナ２０５Ｃｂへの給電時のアンテナ装置から放射される偏波成分は直交関係にある。

接地導体板１０１の形状が実質的に正方形であり、右巻き微小ループアンテナ１０５Ｃａと左巻きループアンテナ１０５Ｃｂ、及び右巻き微小ループアンテナ２０５Ｃａ及び左巻きループアンテナ２０５Ｃｂの寸法が略同じであるため、右巻き微小ループアンテナ１０５Ｃａ及び左巻きループアンテナ１０５Ｃｂへの給電時と、右巻き微小ループアンテナ２０５Ｃａ及び左巻きループアンテナ２０５Ｃｂへの給電時でアンテナの利得は変わることはなく、偏波のみが９０度変化するので、偏波切換回路２０８Ａによる偏波切り換えによる利得変動は生じない。

以上説明したように、本実施形態によれば、右巻き微小ループアンテナ１０５Ｃａ及び左巻きループアンテナ１０５Ｃｂと同様の構成を有する右巻き微小ループアンテナ２０５Ｃａ及び左巻きループアンテナ２０５Ｃｂを、ＸＺ平面において、右巻き微小ループアンテナ１０５Ｃａ及び左巻きループアンテナ１０５Ｃｂに対して直交する向きに設けることにより、アンテナ装置と導体板１０６との距離Ｄが波長に対して十分短いときや４分の１波長の倍数のときなど、垂直水平両偏波のうち一方の偏波が大きく減衰する場合においても、右巻き微小ループアンテナ１０５Ｃａ及び左巻きループアンテナ１０５Ｃｂ、並びに右巻き微小ループアンテナ２０５Ｃａ及び左巻きループアンテナ２０５Ｃｂへの給電を偏波切換回路２０８Ａにより切り換えて偏波面を９０度変化させることで、通信姿勢の変動によって生じる偏波面不一致による利得変動を抑えることができる。

実施例１において、ループ間隔に対する放射変化についてのシミュレーションとその結果について以下に説明する。

図６３は本実施形態の実施例１において、ループ間隔に対する放射変化についてのシミュレーションとその結果を得るための微小ループアンテナ素子１０５の構成を示す斜視図である。図６３において、１０５ｆは微小ループアンテナ素子１０５のいわゆるループ戻り部である接続導体であり、Ｗｅは微小ループアンテナ素子１０５の素子幅であり、Ｇｌはループ間隔である。

図６４（ａ）は実施例１の微小ループアンテナ素子において素子幅Ｗｅ及び偏波を変化したときのループ間隔に対する平均アンテナ利得を示すグラフであり、図６４（ｂ）は実施例１の微小ループアンテナ素子において偏波を変化したときのループ戻り部の長さに対する平均アンテナ利得を示すグラフであり、図６４（ｃ）は実施例１の微小ループアンテナ素子において偏波を変化したときのループ戻り部の長さに対する平均アンテナ利得を示すグラフである。また、図６５（ａ）は実施例１の微小ループアンテナ素子において偏波を変化したときのループ面積とループ間隔の比に対する平均アンテナ利得を示すグラフであり、図６５（ｂ）は実施例１の微小ループアンテナ素子において偏波を変化したときのループ面積とループ間隔の比に対する平均アンテナ利得を示すグラフである。さらに、図６６（ａ）は実施例１の微小ループアンテナ素子において偏波を変化したときのループ面積とループ戻り部の長さの比に対する平均アンテナ利得を示すグラフであり、図６６（ｂ）は実施例１の微小ループアンテナ素子において偏波を変化したときのループ面積とループ戻り部の長さの比に対する平均アンテナ利得を示すグラフである。

図６４（ａ）から明らかなように、ループ面積を固定とすると、ループ間隔の増加に伴い、水平偏波成分Ｈは一定で、垂直偏波成分Ｖのみが単調に増加します。また、図６５（ａ）及び図６５（ｂ）から明らかなように、ループ面積とループ間隔の比が６から７程度で水平偏波成分Ｈと垂直偏波成分Ｖが実質的に同一になり最も好ましい。例えば、機構的な制約でループ間隔がとれず、垂直偏波成分Ｖが水平偏波成分Ｈに比べて小さい場合、平衡給電の位相差及び振幅差を変化させることで、垂直偏波成分Ｖを増加させることができる。さらに、図６４（ａ）から明らかなように、ループ間隔が増加すると水平偏波成分Ｈは一定で、垂直偏波成分Ｖは単調に増加の様子は素子幅を変えても変わらない。また、素子幅による放射効率の増加が微小ループアンテナと線状アンテナで異なるので、水平偏波成分Ｈと垂直偏波成分Ｖの比を単純にループ面積とループ戻り部の比で表せないということがわかる。

実施例２において、螺旋巻き微小ループアンテナ素子１０５の巻数による水平偏波成分及び垂直偏波成分の調整方法について以下に説明する。

図６７（ａ）は本実施形態の実施例２に係る微小ループアンテナ素子１０５（螺旋コイル形状の微小ループアンテナ素子）の巻数に対する、水平偏波に関するＸＹ平面の平均アンテナ利得を示すグラフであり、図６７（ｂ）は本実施形態の実施例２に係る微小ループアンテナ素子１０５（螺旋コイル形状の微小ループアンテナ素子）の巻数に対する、垂直偏波に関するＸＹ平面の平均アンテナ利得を示すグラフである。図６７（ａ）及び図６７（ｂ）から明らかなように、微小ループアンテナ素子１０５の巻数を変化させることにより、水平偏波成分と垂直偏波成分のバランスを調整することができる。

実施例３において、第１乃至第３の実施形態に係る微小ループアンテナ素子１０５において、振幅差Ａｄ及び位相差Ｐｄを両方変化させた場合について以下に説明する。

図６８は第１乃至第３の実施形態の実施例３に係る微小ループアンテナ素子において、振幅差Ａｄに対する平均アンテナ利得を示すグラフである。また、図６９は第１乃至第３の実施形態の実施例３に係る微小ループアンテナ素子において、位相差Ｐｄに対する平均アンテナ利得を示すグラフである。さらに、図７０は第１乃至第３の実施形態の実施例３に係る微小ループアンテナ素子において、振幅差Ａｄ及び偏波を変化したときの位相差Ｐｄに対する平均アンテナ利得を示すグラフである。図６８乃至図７０から明らかなように、振幅差Ａｄ及び位相差Ｐｄの少なくとも一方を変化させることにより各偏波成分の平均アンテナ利得を変化させることができる。

実施例４においては、インピーダンス整合回路１０４の各種インピーダンス整合方法について以下に説明する。微小ループアンテナ素子１０５は放射抵抗が小さいため、損失の非常に小さいインピーダンス整合回路１０４が必要である。インダクタはキャパシタに比べて損失が大きいため、インピーダンス整合回路１０４に使用すると、放射効率が劣化し、アンテナ利得が大幅に低下する。従って、以下に示すインピーダンス整合方法を用いることが好ましい。

図７１（ａ）は本実施形態の実施例４に係る、第１のインピーダンス整合方法を用いたインピーダンス整合回路１０４−１の構成を示す回路図であり、図７１（ｂ）は図７１（ａ）の第１のインピーダンス整合方法を示すスミスチャートである。図７１（ａ）において、インピーダンス整合回路１０４−１は並列キャパシタＣｐを備えて構成される。図７１（ｂ）に示すように、微小ループアンテナ素子１０５の入力インピーダンスＺａを、並列キャパシタＣｐによりインピーダンスの虚部を０にして並列共振させてインピーダンスＺｂ１とした後（６０１）、バラン１０３１のインピーダンス変換により入力インピーダンスＺｃにインピーダンス整合させる（６０２）ことができる。

図７２（ａ）は本実施形態の実施例４に係る、第２のインピーダンス整合方法を用いたインピーダンス整合回路１０４−２の構成を示す回路図であり、図７２（ｂ）は図７２（ａ）の第２のインピーダンス整合方法を示すスミスチャートである。図７２（ａ）において、インピーダンス整合回路１０４−２は２個の直列キャパシタＣｓ１，Ｃｓ２を備えて構成される。図７２（ｂ）に示すように、微小ループアンテナ素子１０５の入力インピーダンスＺａを、２個の直列キャパシタＣｓ１，Ｃｓ２によりインピーダンスの虚部を０にして直列共振させてインピーダンスＺｂ２とした後（６１１）、バラン１０３１のインピーダンス変換により入力インピーダンスＺｃにインピーダンス整合させる（６１２）ことができる。

図７３（ａ）は本実施形態の実施例４に係る、第３のインピーダンス整合方法を用いたインピーダンス整合回路１０４−３の構成を示す回路図であり、図７３（ｂ）は図７３（ａ）の第３のインピーダンス整合方法を示すスミスチャートである。図７３（ａ）において、インピーダンス整合回路１０４−３は並列キャパシタＣｐ１１及び２個の直列キャパシタＣｓ１１，Ｃｓ１２を備えて構成される。図７３（ｂ）に示すように、微小ループアンテナ素子１０５の入力インピーダンスＺａを、直列キャパシタＣｓ１１，Ｃｓ１２によりインピーダンスＺｂ３にインピーダンス変換して後（６３１）、並列キャパシタＣｐ１１によりインピーダンスＺｃにインピーダンス変換させる（６３２）ことができる。なお、バラン１０３１は省略してもよい。

図７４（ａ）は本実施形態の実施例４に係る、第４のインピーダンス整合方法を用いたインピーダンス整合回路１０４−４の構成を示す回路図であり、図７４（ｂ）は図７４（ａ）の第４のインピーダンス整合方法を示すスミスチャートである。図７４（ａ）において、インピーダンス整合回路１０４−４は並列キャパシタＣｐ２１及び２個の直列キャパシタＣｓ２１，Ｃｓ２２を備えて構成される。図７４（ｂ）に示すように、微小ループアンテナ素子１０５の入力インピーダンスＺａを、並列キャパシタＣｐ２１によりインピーダンスＺｂ４にインピーダンス変換させた後（６３１）、直列キャパシタＣｓ２１，Ｃｓ２２によりインピーダンスＺｃにインピーダンス変換させる（６３２）ことができる。なお、バラン１０３１は省略してもよい。

図７５は本実施形態の実施例４に係る、図７１乃至図７４のバラン１０３１の構成を示す回路図である。図７５において、Ｚｏｕｔを平衡側インピーダンスとし、Ｚｉｎを不平衡側インピーダンスとする。ここで、バランの設定周波数は次式で表される。

以上の実施例４において、以下の変形例を用いることができる。すなわち、図３及び図４に記載の給電点Ｑ１，Ｑ２において位相差を発生させる方法として以下の方法を用いることができる。
（Ａ）図７２の直列キャパシタＣｓ１，Ｃｓ２の容量値をＣｓ１＝Ｃｓ２ではなくＣｓ１≠Ｃｓ２（例えばＣｓ１＞Ｃｓ２）とすることで位相差を持たせることができる。
（Ｂ）図７３の直列キャパシタＣｓ１１、Ｃｓ１２の容量値をＣｓ１１＝Ｃｓ１２ではなくＣｓ１１≠Ｃｓ１２（例えばＣｓ１１＞Ｃｓ１２）とすることで位相差を持たせることができる。

実施例５において、第１７の実施形態に係るアンテナシステムにおけるアンテナの最適な高さについて以下に説明する。

図７６（ａ）は第１７の実施形態の実施例５に係る、認証キー装置１００と、微小ループアンテナ素子１０５を有する対象機器用アンテナ装置３００を備えたアンテナシステムにおいて両装置１００，３００の各アンテナ高を実質的に同一に設定したときの両装置１００，３００間の距離Ｄに対する受信電力を示す電波伝搬特性図であり、図７６（ｂ）は第１７の実施形態の実施例５に係る、認証キー装置１００と、半波長ダイポールアンテナを有する対象機器用アンテナ装置３００を備えたアンテナシステムにおいて両装置１００，３００の各アンテナ高を実質的に同一に設定したときの両装置１００，３００間の距離Ｄに対する受信電力を示す電波伝搬特性図である。これらの特性は、パーソナルコンピュータ持ち出し管理システム、学童見守りシステム、キーレスエントリーシステムなどで使用される４００ＭＨｚのアクティブタグシステムで得られたものである。

図７６（ａ）及び図７６（ｂ）から明らかなように、アンテナの高さは、送受ともに同じ高さが最も指向性の影響を受けにくく、好ましい。また、地面方向にヌル点がある方うが反射波の影響を受けにくい。さらに、垂直偏波の方が反射波の影響を受けにくい。また、線状アンテナを使用する場合、垂直偏波アンテナで送受のアンテナの高さが実質的に同一のときが距離検知に適している。これは互いに指向性の影響を受けず、反射波はアンテナのヌル点効果と垂直偏波の反射係数が小さいことにより反射波の影響が最も小さいためである。また、微小ループアンテナを使用する場合、送受のアンテナの高さが実質的に同一のときが距離検知に適しており、偏波面による差はあまりない。

実施形態のまとめ．
以上の実施形態は以下の３つのグループに分類できる。
＜グループ１＞１つの微小ループアンテナ素子：実施形態の番号は１，７−９，１１，１４，１８；
＜グループ２＞互いに直交する２つの微小ループアンテナ素子：実施形態の番号は２−６，１０，１２−１３，１５−１７，１９；
＜グループ３＞アンテナシステム：実施形態の番号は１７。
上記グループ１において、各実施形態において、同一のグループの他の実施形態における構成要素を組み合わせ構成してもよい。また、上記グループ２において、グループ１の各微小ループアンテナ素子を用いることができ、同一グループの他の実施形態における構成要素を組み合わせ構成してもよい。さらに、上記グループ３において、グループ１の各微小ループアンテナ素子を用いることができる。

以上詳述したように、本発明に係るアンテナ装置によれば、アンテナ装置と導体板との距離にかかわらず、実質的に一定の利得を得ることができ、かつ通信品質の低下を防止できるアンテナ装置を実現できる。また、例えば、認証通信時に、上記微小ループアンテナ素子から放射する偏波成分のアンテナ利得低下を抑えつつ、上記接続導体から放射する偏波成分のアンテナ利得を高くすることで、従来技術に比較して高い通信品質を得るアンテナ装置を実現できる。さらに、垂直水平両偏波のうち一方の偏波が大きく減衰するときでも、偏波ダイバーシチの効果を得ることができる。従って、本発明のアンテナ装置を、例えば、距離によるセキュリティの確保が必要な機器に搭載されるアンテナ装置として適用できる。

図１０において、微小ループアンテナ素子２０５は、形成するループ面が接地導体板１０１の面に対して概略垂直になり（すなわちＺ軸方向と平行となり）かつループ軸がＸ軸と概略平行となるように設けられ、その両端は給電点Ｑ３，Ｑ４となり、これら給電点Ｑ３，Ｑ４はそれぞれ給電導体２５１，２５２を介してインピーダンス整合回路２０４に接続される。ここで、互いに平行な１対の給電導体２５１，２５２は平衡給電ケーブルを構成している。また、微小ループアンテナ素子２０５からの無線信号の放射が接地導体板１０１により遮蔽されることを防ぐため、微小ループアンテナ素子２０５は、接地導体板１０１から突出して設けられている。ここで、微小ループアンテナ素子２０５は、
（ａ）それぞれ矩形形状であって各１巻のループアンテナ部２０５ａ，２０５ｂ，２０５ｃと、
（ｂ）Ｘ軸と概略平行となるように設けられ、ループアンテナ部２０５ａとループアンテナ部２０５ｂとを接続する接続導体２０５ｄと、
（ｃ）Ｘ軸と概略平行となるように設けられ、ループアンテナ部２０５ｂとループアンテナ部２０５ｃとを接続する接続導体２０５ｅと、
（ｄ）Ｘ軸と概略平行となるように設けられ、ループアンテナ部２０５ｃと給電点Ｑ４とを接続する接続導体２０５ｆとから構成される。
なお、微小ループアンテナ素子２０５は微小ループアンテナ素子１０５の上述の変形例であってもよい。

図５４の対象機器用アンテナ装置３００において、無線送受信回路３０１は、送信無線信号を生成して出力し、入力された受信無線信号を復調する。無線送受信回路３０１は、送信回路のみ、又は受信回路のみであってもよい。また、無線送受信回路３０１はスイッチ３０２を制御するための切換制御信号Ｓｓを出力する。スイッチ３０２は、切換制御信号Ｓｓに基づいて、無線送受信回路３０１を水平偏波アンテナ３０３と垂直偏波アンテナ３０４のうちの一方に接続する。なお、スイッチ３０２の代わりに信号分配器又は信号合成器を用いてもよい。水平偏波アンテナ３０３は例えばスリーブアンテナやダイポールアンテナなどの線状アンテナであって、Ｘ軸に平行となるように設けられる。垂直偏波アンテナ３０４は例えばスリーブアンテナやダイポールアンテナなどの線状アンテナであって、Ｚ軸に平行となるように設けられる。

図５７は、図５６のアンテナ装置が導体板１０６に近接するときの両者の位置関係及び距離Ｄを示す斜視図である。アンテナ装置からの電波の放射は、右巻き微小ループアンテナ１０５Ｃａ及び左巻き微小ループアンテナ１０５Ｃｂから行われ、
（１）接続導体１６１−１６６においてＺ軸方向に流れる電流による垂直偏波成分と、
（２）各半分ループアンテナ部１０５ａａ，１０５ａｂ，１０５ｂａ，１０５ｂｂ，１０５ｃａ，１０５ｃｂのＸ軸方向及びＹ軸方向でループ形状で流れる電流による水平偏波成分とからなる。

図５８は図５６の右巻き微小ループアンテナ１０５Ｃａと、左巻き微小ループアンテナ１０５Ｃｂとに対して同相で無線信号を不平衡給電したときの微小ループアンテナ素子１０５Ｃの電流方向を示す斜視図である。図５８から明らかなように、同相給電のとき、水平偏波を放射する部位である右巻き微小ループアンテナ１０５Ｃａ及び左巻き微小ループアンテナ１０５Ｃｂが形成するループに流れる電流は、回転方向が互いに逆であるため、水平偏波成分は低下する。また、垂直偏波を放射する部位である右巻き微小ループアンテナ１０５Ｃａ及び左巻き微小ループアンテナ１０５ＣｂのＺ軸方向の部位に流れる電流は、互いに同じ方向であるため、垂直偏波成分は高くなる。

図６０は図５６の微小ループアンテナ素子１０５Ｃの右巻き微小ループアンテナ１０５Ｃａと、左巻き微小ループアンテナ１０５Ｃｂとに対して印加する２つの無線信号の位相差に対する水平偏波成分及び垂直偏波成分のＸＹ平面の平均アンテナ利得を示すグラフである。このグラフは、周波数４２６ＭＨｚにおける計算値である。図６０から明らかなように、右巻き微小ループアンテナ１０５Ｃａ及び左巻き微小ループアンテナ１０５Ｃｂのそれぞれに給電する２つの無線信号の位相差Ｐｄと振幅差Ａｄのうちの少なくとも一方を変化させることにより、垂直偏波成分及び水平偏波成分のアンテナ利得を変化させることができ、また、位相差Ｐｄを１１０度付近に設定することにより、互いの偏波成分を実質的に同一に調整することができることがわかる。

以上説明したように、本実施形態によれば、右巻き微小ループアンテナ１０５Ｃａ及び左巻き微小ループアンテナ１０５Ｃｂのそれぞれに給電する２つの無線信号の位相差Ｐｄ及び振幅差Ａｄを所定の値に設定することにより、垂直偏波成分と水平偏波成分の各アンテナ利得を実質的に同一となるように設定することができ、これにより、アンテナ装置と導体板１０６との距離Ｄにかかわらず、実質的に一定の合成成分のアンテナ利得を得るアンテナ装置を実現できる。

第１８の実施形態と同様に、右巻き微小ループアンテナ１０５Ｃａ及び左巻き微小ループアンテナ１０５Ｃｂのそれぞれに給電する２つの無線信号の位相差及び振幅差を所定の値に設定することにより、垂直偏波成分と水平偏波成分の各アンテナ利得を実質的に同一に設定した場合、図６２（ａ）に示すように、右巻き微小ループアンテナ１０５Ｃａ及び左巻き微小ループアンテナ１０５Ｃｂへの給電時、アンテナ装置と導体板１０６との距離Ｄにかかわらず実質的に一定の合成成分のアンテナ利得を得る。同様に、右巻き微小ループアンテナ２０５Ｃａ及び左巻き微小ループアンテナ２０５Ｃｂのそれぞれに給電する２つの無線信号の位相差及び振幅差を所定の値に設定することにより、垂直偏波成分と水平偏波成分の各アンテナ利得を実質的に同一に設定した場合、図６２（ｂ）に示すように、右巻き微小ループアンテナ２０５Ｃａ及び左巻き微小ループアンテナ２０５Ｃｂへの給電時、アンテナ装置と導体板１０６との距離Ｄにかかわらず実質的に一定の合成成分のアンテナ利得を得ることができる。また、アンテナ装置と導体板１０６との距離Ｄにかかわらず、右巻き微小ループアンテナ１０５Ｃａ及び左巻き微小ループアンテナ１０５Ｃｂへの給電時のアンテナ装置から放射される偏波成分と、右巻き微小ループアンテナ２０５Ｃａ及び左巻き微小ループアンテナ２０５Ｃｂへの給電時のアンテナ装置から放射される偏波成分は直交関係にある。

接地導体板１０１の形状が実質的に正方形であり、右巻き微小ループアンテナ１０５Ｃａと左巻き微小ループアンテナ１０５Ｃｂ、及び右巻き微小ループアンテナ２０５Ｃａ及び左巻き微小ループアンテナ２０５Ｃｂの寸法が略同じであるため、右巻き微小ループアンテナ１０５Ｃａ及び左巻き微小ループアンテナ１０５Ｃｂへの給電時と、右巻き微小ループアンテナ２０５Ｃａ及び左巻き微小ループアンテナ２０５Ｃｂへの給電時でアンテナの利得は変わることはなく、偏波のみが９０度変化するので、偏波切換回路２０８Ａによる偏波切り換えによる利得変動は生じない。

以上説明したように、本実施形態によれば、右巻き微小ループアンテナ１０５Ｃａ及び左巻き微小ループアンテナ１０５Ｃｂと同様の構成を有する右巻き微小ループアンテナ２０５Ｃａ及び左巻き微小ループアンテナ２０５Ｃｂを、ＸＺ平面において、右巻き微小ループアンテナ１０５Ｃａ及び左巻き微小ループアンテナ１０５Ｃｂに対して直交する向きに設けることにより、アンテナ装置と導体板１０６との距離Ｄが波長に対して十分短いときや４分の１波長の倍数のときなど、垂直水平両偏波のうち一方の偏波が大きく減衰する場合においても、右巻き微小ループアンテナ１０５Ｃａ及び左巻き微小ループアンテナ１０５Ｃｂ、並びに右巻き微小ループアンテナ２０５Ｃａ及び左巻き微小ループアンテナ２０５Ｃｂへの給電を偏波切換回路２０８Ａにより切り換えて偏波面を９０度変化させることで、通信姿勢の変動によって生じる偏波面不一致による利得変動を抑えることができる。

Claims

所定の微小長さ及び２個の給電点を有する微小ループアンテナ素子と、
所定の振幅差及び所定の位相差を有する２つの平衡無線信号をそれぞれ上記微小ループアンテナ素子の２つの給電点に対して給電する平衡信号給電手段とを備えたアンテナ装置であって、
上記微小ループアンテナ素子は、
所定のループ面を有し、上記ループ面に平行な第１の偏波成分を放射する複数のループアンテナ部と、
上記ループ面と直交する方向に設けられ、上記複数のループアンテナ部を接続し、上記第１の偏波成分と直交する第２の偏波成分を放射する少なくとも１本の接続導体とを備え、
上記アンテナ装置を導体板に近接した場合において、上記アンテナ装置と上記導体板との距離を変化したときの、上記第１の偏波成分のアンテナ利得の最大値と上記第２の偏波成分のアンテナ利得の最大値とを実質的に同一にすることにより、上記距離にかかわらず、上記第１の偏波成分と上記第２の偏波成分との合成成分を実質的に一定とする設定手段を備えたことを特徴とするアンテナ装置。
上記設定手段は、上記距離を変化したときの、上記第１の偏波成分のアンテナ利得の最大値と上記第２の偏波成分のアンテナ利得の最大値とを実質的に同一にするように、上記振幅差と上記位相差とのうちの少なくとも一方を設定したことを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
上記設定手段は、上記距離を変化したときの、上記第１の偏波成分のアンテナ利得の最大値と上記第２の偏波成分のアンテナ利得の最大値とを実質的に同一にするように、上記振幅差と上記位相差とのうちの少なくとも一方を制御する制御手段を備えたことを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
上記設定手段は、上記距離を変化したときの、上記第１の偏波成分のアンテナ利得の最大値と上記第２の偏波成分のアンテナ利得の最大値とを実質的に同一にするように、上記微小ループアンテナ素子の寸法と、上記微小ループアンテナ素子の巻数と、上記各ループアンテナ部の間隔とのうちの少なくとも一方を設定したことを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
上記微小ループアンテナ素子は、上記ループ面に平行に設けられた第１と第２と第３のループアンテナ部を含み、
上記第１のループアンテナ部は、それぞれ半回巻である第１と第２の半分ループアンテナ部を含み、
上記第２のループアンテナ部は、それぞれ半回巻である第３と第４の半分ループアンテナ部を含み、
上記第３のループアンテナ部は１回巻であり、
上記ループ面に直交する方向に設けられ、上記第１の半分ループアンテナ部と上記第４の半分ループアンテナ部とを接続する第１の接続導体部と、
上記ループ面に直交する方向に設けられ、上記第２の半分ループアンテナ部と上記第３の半分ループアンテナ部とを接続する第２の接続導体部と、
上記ループ面に直交する方向に設けられ、上記第３のループアンテナ部と上記第４の半分ループアンテナ部とを接続する第３の接続導体部と、
上記ループ面に直交する方向に設けられ、上記第３のループアンテナ部と上記第３の半分ループアンテナ部とを接続する第４の接続導体部とを含み、
上記第１の半分ループアンテナ部の一端と、上記第２の半分ループアンテナ部の一端とを２つの給電点としたことを特徴とする請求項１乃至４のうちのいずれか１つに記載のアンテナ装置。
上記微小ループアンテナ素子は、上記ループ面に平行に設けられた第１と第２と第３のループアンテナ部を含み、
上記第１のループアンテナ部は、それぞれ半回巻である第１と第２の半分ループアンテナ部を含み、
上記第２のループアンテナ部は、それぞれ半回巻である第３と第４の半分ループアンテナ部を含み、
上記第３のループアンテナ部は１回巻であり、
上記ループ面に直交する方向に設けられ、上記第１の半分ループアンテナ部と上記第３の半分ループアンテナ部とを接続する第１の接続導体部と、
上記ループ面に直交する方向に設けられ、上記第３の半分ループアンテナ部と上記第３のループアンテナ部とを接続する第２の接続導体部と、
上記ループ面に直交する方向に設けられ、上記第２の半分ループアンテナ部と上記第４の半分ループアンテナ部とを接続する第３の接続導体部と、
上記ループ面に直交する方向に設けられ、上記第４の半分ループアンテナ部と上記第３のループアンテナ部とを接続する第４の接続導体部とを含み、
上記第１の半分ループアンテナ部の一端と、上記第２の半分ループアンテナ部の一端とを２つの給電点としたことを特徴とする請求項１乃至４のうちのいずれか１つに記載のアンテナ装置。
上記微小ループアンテナ素子は、上記ループ面に平行に設けられた第１と第２と第３のループアンテナ部を含み、
上記第１のループアンテナ部は、それぞれ半回巻である第１と第２の半分ループアンテナ部を含み、
上記第２のループアンテナ部は、それぞれ半回巻である第３と第４の半分ループアンテナ部を含み、
上記第３のループアンテナ部は、それぞれ半回巻である第５と第６の半分ループアンテナ部を含み、
上記ループ面に直交する方向に設けられ、上記第１の半分ループアンテナ部と上記第３の半分ループアンテナ部とを接続する第１の接続導体部と、
上記ループ面に直交する方向に設けられ、上記第３の半分ループアンテナ部と上記第５の半分ループアンテナ部とを接続する第２の接続導体部と、
上記ループ面に直交する方向に設けられ、上記第２の半分ループアンテナ部と上記第４の半分ループアンテナ部とを接続する第３の接続導体部と、
上記ループ面に直交する方向に設けられ、上記第４の半分ループアンテナ部と上記第６の半分ループアンテナ部とを接続する第４の接続導体部と、
上記ループ面に直交する方向に設けられ、上記第５の半分ループアンテナ部に接続された第５の接続導体部と、
上記ループ面に直交する方向に設けられ、上記第６の半分ループアンテナ部に接続された第６の接続導体部とを含み、
上記第１、第３及び第５の半分ループアンテナ部と上記第５の接続導体部とにより第１のループアンテナを構成し、
上記第２、第４及び第６の半分ループアンテナ部と上記第６の接続導体部とにより第２のループアンテナを構成し、
上記第１の半分ループアンテナ部の一端と、上記第５の接続導体部の一端とを上記第１のループアンテナの２つの給電点とし、
上記第２の半分ループアンテナ部の一端と、上記第６の接続導体部の一端とを上記第２のループアンテナの２つの給電点とし、
上記平衡信号給電手段に代えて不平衡信号給電手段を備え、
上記不平衡信号給電手段は、所定の振幅差及び所定の位相差を有する２つの不平衡無線信号をそれぞれ上記第１と第２のループアンテナに対して給電することを特徴とする請求項１乃至４のうちのいずれか１つに記載のアンテナ装置。
請求項１乃至７のうちのいずれか１つに記載の微小ループアンテナ素子と、
上記微小ループアンテナ素子と同様の構成を有する別の微小ループアンテナ素子とを互いにループ面が直交するように設けたことを特徴とするアンテナ装置。
上記２つの平衡無線信号を、上記微小ループアンテナ素子と、上記別の微小ループアンテナ素子とのいずれか１つの選択的に給電するスイッチ手段をさらに備えたことを特徴とする請求項８記載のアンテナ装置。
上記平衡信号給電手段は、不平衡無線信号を２つの不平衡無線信号に９０度の位相差で分配した後、分配後の一方の不平衡無線信号を２つの平衡無線信号に変換して上記微小ループアンテナ素子に給電する一方、分配後の他方の不平衡無線信号を上記別の微小ループアンテナ素子に給電することにより、円偏波の無線信号を放射することを特徴とする請求項８記載のアンテナ装置。
上記平衡信号給電手段は、不平衡無線信号を、同相又は逆相の２つの不平衡無線信号に変換し、変換後の一方の不平衡無線信号を２つの平衡無線信号に変換して上記微小ループアンテナ素子に給電する一方、変換後の他方の不平衡無線信号を別の２つの平衡無線信号に変換して上記別の微小ループアンテナ素子に給電することを特徴とする請求項８記載のアンテナ装置。
上記平衡信号給電手段は、不平衡無線信号を、＋９０度の位相差又は−９０度の位相差を有する２つの不平衡無線信号に変換し、変換後の一方の不平衡無線信号を２つの平衡無線信号に変換して上記微小ループアンテナ素子に給電する一方、変換後の他方の不平衡無線信号を別の２つの平衡無線信号に変換して上記別の微小ループアンテナ素子に給電することを特徴とする請求項８記載のアンテナ装置。
請求項１乃至７のうちのいずれか１つに記載のアンテナ装置を備えた認証キー用アンテナ装置と、
上記認証キー用アンテナ装置と無線通信を行う対象機器用アンテナ装置とを備えたアンテナシステムであって、
上記対象機器用アンテナ装置は、
互いに直交する偏波を有する２つのアンテナ素子と、
上記２つのアンテナ素子のうちの１つを選択して無線送受信回路に接続するスイッチ手段とを備えたことを特徴とするアンテナシステム。