WO2016092794A1 - アンテナ装置 - Google Patents

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WO2016092794A1
WO2016092794A1 PCT/JP2015/006039 JP2015006039W WO2016092794A1 WO 2016092794 A1 WO2016092794 A1 WO 2016092794A1 JP 2015006039 W JP2015006039 W JP 2015006039W WO 2016092794 A1 WO2016092794 A1 WO 2016092794A1
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WO
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frequency
conductor plate
electric field
short
opposing conductor
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PCT/JP2015/006039
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English (en)
French (fr)
Inventor
池田　正和
宏明 倉岡
Original Assignee
株式会社デンソー
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Publication date
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    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/48—Earthing means; Earth screens; Counterpoises
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q13/00—Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
    • H01Q13/10—Resonant slot antennas
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • H01Q5/30—Arrangements for providing operation on different wavebands
    • H01Q5/307—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way
    • H01Q5/342—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way for different propagation modes
    • H01Q5/357—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way for different propagation modes using a single feed point
    • H01Q5/364—Creating multiple current paths
    • H—ELECTRICITY
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    • H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • H01Q5/30—Arrangements for providing operation on different wavebands
    • H01Q5/378—Combination of fed elements with parasitic elements
    • H01Q5/385—Two or more parasitic elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H01Q9/0421—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna with a shorting wall or a shorting pin at one end of the element

Definitions

  • the present disclosure is an antenna device including a flat metal conductor functioning as a ground and another flat metal conductor disposed so as to face the metal conductor, and transmits and receives radio waves of a plurality of types of frequencies.
  • the present invention relates to a target antenna device.
  • a flat metal conductor functioning as a ground (referred to as a ground plane) and a feed point provided at an arbitrary position are disposed so as to face the ground plane.
  • an antenna device that includes a flat metal conductor (referred to as an opposing conductor plate) and a short-circuit portion that electrically connects the ground plane and the opposing conductor plate.
  • the opposing conductor plate is provided on the inner side of the slot by providing a continuous slot parallel to the outer edge portion thereof and provided so as to draw an alphabet C.
  • the structure divided into a region and an outer region is disclosed.
  • the slot provided in the opposing conductor plate has a length that substantially forms most of the peripheral edge of the inner region so as to produce the capacitive effect by the inner region described above. ing.
  • the area of the opposing conductor plate is divided into two by slots and used. For this reason, the entire counter conductor plate must be designed so that areas corresponding to the respective frequencies are formed in the outer and inner regions of the slot. That is, the opposing conductor plate needs to have an area obtained by combining the areas corresponding to the two frequencies.
  • the present disclosure has been made based on this situation, and an object of the present disclosure is to provide a smaller antenna device capable of transmitting and receiving radio waves of a plurality of types of frequencies.
  • a ground plane which is a flat conductor member disposed in parallel with the ground plane at a predetermined interval, and a counter conductor plate provided at a central portion of the counter conductor plate,
  • a short-circuit portion that electrically connects the ground plate and a power supply point that electrically connects the power supply line for supplying power to the counter conductor plate and the counter conductor plate, and the area of the counter conductor plate is predetermined.
  • the second frequency is higher than the first frequency between the short circuit portion and the outer edge portion of the opposing conductor plate with respect to the short circuit portion.
  • At least one second frequency electric field disturbing element that prevents propagation of an electric field perpendicular to the ground plane from the short-circuit portion toward the outer edge portion of the opposing conductor plate at a frequency and does not impede propagation of the electric field at the first frequency. Equipped with electric field interference for the second frequency Child electrical area of the opposed conductive plate for the second frequency signal is arranged such that the area for forming the electrostatic capacitance of parallel resonance in the inductance and the second frequency included in the short-circuit portion.
  • the area of the opposing conductor plate is an area that forms an inductance provided in the short circuit portion and a capacitance that resonates in parallel at the first frequency. For this reason, parallel resonance occurs due to energy exchange between the inductance and the capacitance at the first frequency, and an electric field perpendicular to the ground plane (and the opposing conductor plate) is generated between the ground plane and the opposing conductor plate.
  • the vertical electric field propagates from the short-circuit portion toward the outer edge portion of the counter conductor plate, and the vertical electric field becomes a vertically polarized electric field at the outer edge portion of the counter conductor plate and is radiated into the space.
  • the antenna device can transmit radio waves of the first frequency, and its directivity has the same level of gain with respect to all directions of a plane parallel to the ground plane.
  • the antenna device can transmit radio waves of the first frequency, and its directivity has the same level of gain with respect to all directions of a plane parallel to the ground plane.
  • the propagation of the vertical electric field from the short-circuit portion to the outer edge portion is obstructed by the second frequency electric field disturbing element, thereby limiting the range in which current and voltage are distributed on the opposing conductor plate. That is, the range in which the capacitance is formed between the opposing conductor plate and the ground plane is limited, and the same effect as when the area of the opposing conductor plate is reduced can be obtained.
  • the electrical area of the opposing conductor plate for the signal of the second frequency is such that the inductance of the short circuit part and the area of forming the capacitance that resonates in parallel at the second frequency. It is arranged to be. Accordingly, even at the second frequency, parallel resonance occurs due to the capacitance formed between the opposing conductor plate and the ground plane and the inductance included in the short-circuit portion, and the vertical deviation is caused in all directions in the plane direction parallel to the ground plane 10. Waves can be emitted.
  • radio waves of a plurality of types of frequencies can be transmitted and received.
  • the configuration for transmitting and receiving the radio wave of the second frequency can be realized by adding a second frequency disturbing element to the configuration for transmitting and receiving the radio wave of the first frequency. Since the second frequency disturbing element is provided between the short-circuited portion and the outer edge portion of the opposing conductor plate, the area of the opposing conductor plate is not increased.
  • the size of the antenna device capable of transmitting and receiving radio waves of a plurality of types of frequencies can be made smaller than the configuration disclosed in Patent Document 1.
  • FIG. 1 is an external perspective view of the antenna device 100.
  • FIG. 2 is a top view of the antenna device 100.
  • 3 is a cross-sectional view of the antenna device 100 taken along line 3-3 shown in FIG.
  • FIG. 4 is a conceptual diagram for explaining the traveling direction of the vertical electric field in the first frequency mode.
  • FIG. 5 is a conceptual diagram for explaining current distribution, voltage distribution, and electric field distribution in the vicinity of the opposing conductor plate 30 at the first frequency.
  • FIG. 6 is a diagram showing horizontal directivity with respect to radio waves of the first frequency.
  • FIG. 7 is a conceptual diagram for explaining a region in which a vertical electric field propagates in the second frequency mode.
  • FIG. 8 is a conceptual diagram for explaining current distribution, voltage distribution, and electric field distribution in the vicinity of the opposing conductor plate 30 at the second frequency.
  • FIG. 9 is a diagram showing horizontal directivity with respect to radio waves of the second frequency
  • FIG. 10 is a graph showing the relationship between the frequency of the antenna device 100 and the voltage standing wave ratio in the embodiment.
  • FIG. 11 is a top view illustrating a schematic configuration of the antenna device 101 according to Modification 1.
  • FIG. 12 is a diagram for explaining the first frequency operating region, the second frequency operating region, and the third frequency operating region
  • FIG. 13 is a graph showing the relationship between the frequency of the antenna device 101 and the voltage standing wave ratio in Modification 1.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating the horizontal directivity of the antenna device 101 with respect to the first frequency radio wave.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating horizontal directivity with respect to the radio wave of the second frequency of the antenna device 101.
  • FIG. 16 is a diagram illustrating the horizontal directivity of the antenna device 101 with respect to the third frequency radio wave.
  • FIG. 17 is a view showing a modification of the counter conductor plate 30.
  • FIG. 18 is a view showing a modification of the counter conductor plate 30.
  • FIG. 19 is a diagram for explaining the relationship between the angle of the slot 31 with respect to the traveling direction of the vertical electric field from the short circuit portion 40 toward the edge of the counter conductor plate 30 and the effect of the slot 31 preventing the propagation of the vertical electric field. Yes, FIG.
  • FIG. 20 is a diagram showing a modification of the opposing conductor plate 30.
  • FIG. 21 is a view showing a modification of the counter conductor plate 30.
  • FIG. 22 is a view showing a modification of the counter conductor plate 30.
  • FIG. 23 is a view showing a modification of the counter conductor plate 30.
  • FIG. 24 is a diagram showing a modification of the opposing conductor plate 30.
  • FIG. 25 is a view showing a modification of the counter conductor plate 30.
  • FIG. 26 is a view showing a modification of the counter conductor plate 30.
  • FIG. 27 is a view showing a modification of the counter conductor plate 30.
  • FIG. 28 is a diagram showing a modification of the opposing conductor plate 30.
  • FIG. 29 is a view showing a modification of the counter conductor plate 30.
  • FIG. 30 is a view showing a modified example of the opposing conductor plate 30.
  • FIG. 31 is a diagram showing a modification of the opposing conductor plate 30.
  • FIG. 32 is a view showing a modified example of the opposing conductor plate 30.
  • FIG. 33 is a view showing a modified example of the opposing conductor plate 30.
  • FIG. 34 is a top view of the antenna device 102 according to the second embodiment.
  • FIG. 35 is a cross-sectional view of the antenna device 102 taken along a straight line passing through the short-circuit portion 40 and parallel to the Y-axis.
  • FIG. 36 is a top view of the antenna device 103 according to the third embodiment.
  • FIG. 37 is a cross-sectional view of the antenna device 103 taken along line 37-37 shown in FIG.
  • FIG. 38 is a cross-sectional view of the antenna device 103 taken along the line 38-38 shown in FIG.
  • FIG. 39 is a diagram corresponding to FIG. 37 and showing a modification of the third embodiment.
  • FIG. 40 is a diagram corresponding to FIG. 38 and showing a modification of the third embodiment.
  • FIG. 41 is a diagram corresponding to FIG. 39 and showing a modification of the third embodiment.
  • FIG. 42 is a diagram corresponding to FIG. 40 and showing a modification of the third embodiment.
  • FIG. 1 is an external perspective view showing an example of a schematic configuration of an antenna device 100 according to the present embodiment.
  • a top view of the antenna device 100 is shown in FIG. 3 is a cross-sectional view of the antenna device 100 taken along line 3-3 shown in FIG.
  • the antenna device 100 is used in, for example, a vehicle and transmits / receives radio waves of a first frequency (for example, 750 MHz) and a second frequency (for example, 1700 MHz), or performs either transmission or reception.
  • the antenna device 100 is connected to a radio (not shown) via a coaxial cable, for example, and signals received by the antenna device 100 are sequentially output to the radio.
  • the radio uses a signal received by the antenna device 100 and supplies high-frequency power corresponding to the transmission signal to the antenna device 100.
  • description will be made on the assumption that a coaxial cable is employed as a feed line to the antenna device 100, but other known feed lines such as a feeder line may be used.
  • feed lines such as a feeder line may be used.
  • a specific configuration of the antenna device 100 will be described.
  • the antenna device 100 includes a ground plane 10, a support portion 20, a counter conductor plate 30, a short-circuit portion 40, and a power feeding portion 50.
  • the ground plane 10 is a square plate (including foil) made of a conductor such as copper.
  • the ground plane 10 is electrically connected to the outer conductor of the coaxial cable to form a ground potential (ground potential) in the antenna device 100.
  • the ground plane 10 should just be larger than the opposing conductor board 30, and the shape is not restricted to square shape.
  • the base plate 10 may have a rectangular shape, other polygonal shapes, or a circular shape (including an ellipse). Of course, the shape which combined the linear part and the curved part may be sufficient.
  • the support portion 20 is a plate-like member having a predetermined thickness h (see FIG. 3) made of an electrically insulating material such as resin.
  • the support portion 20 is a member for arranging the ground plane 10 and the plate-like counter conductor plate 30 so that their planar portions face each other with a predetermined interval h. Therefore, the shape of the support portion 20 is not limited to a plate shape.
  • the support portion 20 may be a plurality of pillars that support the ground plane 10 and the opposing conductor plate 30 so as to face each other with a predetermined interval h.
  • the space between the ground plane 10 and the opposing conductor plate 30 is filled with resin (that is, the support portion 20), but is not limited thereto.
  • the space between the ground plane 10 and the opposing conductor plate 30 may be hollow (or vacuum), or may be filled with a dielectric having a predetermined dielectric ratio.
  • the structures exemplified above may be combined.
  • the opposing conductor plate 30 is a square plate (including foil) made of a conductor such as copper.
  • the counter conductor plate 30 is disposed to face the base plate 10 via the support portion 20 so as to be parallel (including substantially parallel).
  • the shape of the opposing conductor plate 30 is a square shape, but other configurations may be a rectangular shape, or a shape other than a rectangle (for example, a circle or a hexagon).
  • the opposing conductor plate 30 and the ground plane 10 face each other, and can be regarded as a capacitor that forms a capacitance according to the area of the opposing conductor plate 30.
  • the area of the opposing conductor plate 30 is an area that forms an inductance component included in the short-circuit portion 40 and an electrostatic capacitance that resonates in parallel at a predetermined first frequency.
  • the first frequency may be designed as appropriate, and is 750 MHz here.
  • the opposing conductor plate 30 has linear slots 31A and 31B having lengths that do not resonate at the first frequency and resonate at the second frequency at positions symmetrical to the short-circuit portion 40 in the longitudinal direction. Are provided so as to be orthogonal to the direction from the short-circuit portion 40 toward the edge of the opposing conductor plate 30.
  • the second frequency may be a frequency that is higher than the first frequency, and is a value set as appropriate.
  • the second frequency is 2100 MHz.
  • the slots 31A and 31B have the same length.
  • the length of each slot 31A, 31B may be designed according to the wavelength of the radio wave of the frequency to be resonated (here, the second frequency).
  • the length of the slots 31A and 31B is a length corresponding to half the wavelength of the second frequency (referred to as the second wavelength).
  • the value corresponding to half the length of the second wavelength means a value that is electrically half the length of the second wavelength.
  • the electrical length is also referred to as the effective length.
  • the space between the opposing conductor plate 30 and the ground plane 10 is filled with a dielectric having a predetermined dielectric ratio, in view of the influence of the wavelength shortening effect by the dielectric, it is electrically half of the second wavelength.
  • the length corresponding to the length may be used.
  • the length of the slots 31A and 31B is in consideration of the influence of the metal plate existing in the vicinity of the antenna device 100. It only has to be decided. Note that the length of each of the slots 31A and 31B is not limited to half of the second wavelength electrically. Each slot 31A, 31B only needs to resonate at the second frequency, and may have other lengths.
  • the present inventors have found that the length required to resonate the slots 31A and 31B at the second frequency varies according to the distance from the short-circuit portion 40 of each slot 31A and 31B, through various tests. confirmed. More specifically, when provided at a position relatively close to the short-circuit portion 40, the lengths of the slots 31 ⁇ / b> A and 31 ⁇ / b> B need to be longer than half of the second wavelength, whereas In the case where the slots 31A and 31B are provided apart from each other, the length of the slots 31A and 31B may be shorter than half of the second wavelength.
  • the length of the slots 31A and 31B is set to a position (distance from the short-circuit portion 40) when the slots 31A and 31B are arranged on the counter conductor plate 30. It may be determined based on this.
  • each slot 31A, 31B is a value that is electrically short with respect to the wavelength of the second frequency (assumed to be the second wavelength) (1/10 of the second wavelength at most).
  • the short-circuit portion 40 is a portion that is electrically connected to the opposing conductor plate 30 and the ground plane 10, and is provided in the central portion of the opposing conductor plate 30.
  • the central portion refers to the intersection (that is, the center) of the diagonal line of the opposing conductor plate 30 and the vicinity thereof.
  • the short circuit part 40 should just be implement
  • the inductance of the short-circuit unit 40 can be adjusted by the thickness of the short pin.
  • the vicinity of the center of the opposing conductor plate 30 means that a deviation in directivity caused by a deviation between the center of the opposing conductor plate 30 and the position where the short-circuit portion 40 is provided is a predetermined allowable range. Refers to the area that fits in
  • the power feeding unit 50 is a part that electrically connects the antenna device 100 and the coaxial cable, and as shown in FIG. 3, a power feeding point 51 where the inner conductor of the coaxial cable and the opposing conductor plate 30 are electrically connected. And a grounding point 52 for electrically connecting the outer conductor of the coaxial cable and the ground plane 10.
  • the position of the feeding point 51 on the opposing conductor plate 30 may be a position where impedance matching between the coaxial cable and the antenna device 100 can be achieved at various frequencies that the antenna device 100 is to transmit and receive.
  • the state where the impedance is matched is not limited to the complete matching state, but includes a state where the loss due to the impedance mismatch is within a predetermined allowable range.
  • the wireless device supplies power energy from the power supply unit 50 to the antenna device 100, thereby transmitting a signal at a desired frequency and receiving a radio wave at the desired frequency.
  • the power feeding unit 50 may be configured to connect the coaxial cable and the antenna device 100 via a known matching circuit or filter circuit.
  • the antenna device 100 described above is used in a moving body such as a vehicle, for example.
  • a moving body such as a vehicle
  • the antenna device 100 is used in a vehicle, if the ground plane 10 is installed on the roof of the vehicle so that the ground plane 10 is substantially horizontal and the direction from the ground plane 10 toward the opposing conductor plate 30 is substantially coincident with the zenith direction. Good.
  • the antenna device 100 has two modes: a mode in which radio waves of the first frequency are to be transmitted and received (first frequency mode) and a mode in which radio waves of the second frequency are to be transmitted and received (second frequency mode). It has an operation mode.
  • the operation when the antenna device 100 transmits (radiates) radio waves and the operation when the radio waves are received have reversibility. Therefore, here, as an example, the operation when radiating radio waves in each operation mode will be described, and the description of the operation when receiving radio waves will be omitted.
  • the X axis is taken in the direction parallel to one side on the outer periphery of the opposing conductor plate 30, the Y axis is taken in the direction perpendicular to the X axis on the plane parallel to the opposing conductor plate 30, and the X axis and
  • the configuration and operation of the antenna device 100 will be described by introducing the concept of a three-dimensional coordinate system that is orthogonal to each of the Y axes and takes the Z axis in the direction from the ground plane 10 toward the opposing conductor plate 30.
  • the opposing conductor plate 30 is short-circuited to the ground plane 10 by the short-circuit portion 40 provided at the center thereof, and the area of the opposing conductor plate 30 is parallel to the inductance included in the short-circuit portion 40 in the first frequency. It is an area for forming a resonant capacitance.
  • the current in the opposing conductor plate 30 flows from the edge of the opposing conductor plate 30 to the central portion where the short-circuit portion 40 is provided. It flows in the direction of heading. That is, the current is concentrated at the central portion of the opposing conductor plate 30, and the amplitude of the current standing wave is maximum at the central portion of the opposing conductor plate 30 and zero at both ends.
  • the voltage standing wave has a maximum amplitude at both ends of the counter conductor plate 30, and zero in the vicinity of the center portion. Is the same sign (positive state in the figure) in the vertical direction in any region.
  • the traveling direction thereof is the same in any region as viewed from the shorting portion 40 (for example, the opposing conductor from the shorting portion 40).
  • the strength is 0 near the center portion and is maximum at the outer edge portion of the opposing conductor plate 30. That is, the electric field strength increases from the short-circuit portion 40 toward the outer edge portion of the opposing conductor plate 30, and is radiated as vertically polarized waves at the edge portion.
  • the antenna device 100 has vertical polarization directivity in all directions from the central portion (that is, the short-circuit portion 40) of the counter conductor plate 30 toward the edge at the first frequency.
  • the antenna device 100 has directivity in the horizontal direction.
  • the gain is comparable to all directions in the horizontal plane as shown in FIG.
  • the second frequency mode will be described.
  • the same concept as the operation of the antenna device 100 at the first frequency described above can be applied to the operation of the antenna device 100 at the second frequency. That is, the parallel resonance by the inductance which the short circuit part 40 is provided and the electrostatic capacitance formed by the ground plane 10 and the opposing conductor plate 30 is used.
  • the second frequency mode is different in that the vertical electric field generated between the ground plane 10 and the counter conductor plate 30 is affected by the slots 31A and 31B provided in the counter conductor plate 30. More specifically, it is as follows.
  • the slots 31A and 31B are provided so as to resonate at the second frequency. For this reason, when a high-frequency signal of the second frequency is supplied, the slots 31A and 31B resonate, and the portion where the slots 31A and 31B are provided on the counter conductor plate 30 is relative to the signal of the second frequency. Therefore, it becomes a part with high impedance.
  • the slots 31A and 31B have a component orthogonal to the traveling direction of the vertical electric field generated between the ground plane 10 and the opposing conductor plate 30, the slots 31A and 31B have an effect of obstructing the propagation of the vertical electric field. Play.
  • the traveling direction of the vertical electric field is a direction from the short-circuit portion 40 toward the edge of the counter conductor plate 30 as described in the description of the first frequency mode.
  • the longitudinal direction is provided at a position symmetrical to the short-circuit portion 40 so that the longitudinal direction is orthogonal to the direction from the short-circuit portion 40 toward the edge of the opposing conductor plate 30 (that is, the traveling direction of the vertical electric field). . That is, the slots 31A and 31B play a role of obstructing the propagation of the vertical electric field as shown in FIG.
  • the propagation of the vertical electric field from the short circuit portion 40 toward the edge of the counter conductor plate 30 is obstructed by the slots 31A and 31B, so that the range in which the current and voltage are distributed in the counter conductor plate 30 is limited. That is, the range in which the electrostatic capacity is formed between the opposing conductor plate 30 and the ground plane 10 is limited, and the same effect as when the area of the opposing conductor plate 30 is reduced can be obtained.
  • the long broken line in FIG. 7 is a region where a capacitance is formed between the opposing conductor plate 30 and the ground plane 10 due to the obstruction of propagation of the vertical electric field by the slots 31A and 31B (referred to as a second frequency operation region).
  • the edge part Br2 is conceptually shown.
  • region enclosed with the short broken line Br2a of FIG. 7 represents the 2nd frequency operation area
  • the area of the second frequency operation region corresponds to the electrical area of the opposing conductor plate for the signal of the second frequency recited in the claims.
  • the area of the second frequency operation region is an area that forms an inductance included in the short-circuit portion 40 and an electrostatic capacitance that resonates in parallel at the second frequency
  • parallel resonance also occurs at the second frequency.
  • the vertical polarization can be radiated from the edge Br2 of the second frequency operation region.
  • radio waves can be emitted at the second frequency by arranging the slots 31A and 31B so that the area of the second frequency operating region is an area that forms a capacitance that generates parallel resonance at the second frequency.
  • the area of the second frequency operation region can be simply obtained as a rectangular area surrounded by the short broken line Br2a. That is, it is obtained by multiplying twice the distance Ly from the short circuit portion 40 to the slot 31A by the length Lx in the direction (here, the X-axis direction) orthogonal to the direction in which the slots 31A and 31B are arranged on the opposing conductor plate 30. Can do.
  • the distance Ly from the short-circuit portion 40 to each of the slots 31A and 31B may be obtained by calculating backward from the area necessary for the second frequency operation region. That is, the area required as the second frequency operation region is calculated from the inductance included in the second frequency and the short-circuit portion 40, and the area is divided by the length Lx in the X-axis direction of the counter conductor plate 30. Then, a value obtained by further dividing the value by 2 may be a distance Ly from the short-circuit portion 40 to each of the slots 31A and 31B.
  • the distance Ly from the short-circuit portion 40 to the slots 31A and 31B obtained as described above includes an error because it is a value calculated using a model in which the vertical electric field propagation region is simplified.
  • the positions of the slots 31A and 31B may be finely adjusted and determined by simulation, actual test, or the like so that desired performance is obtained at the second frequency.
  • the lengths of the slots 31A and 31B may be adjusted so as to resonate at the second frequency according to the distance Ly from the short-circuit portion 40.
  • FIG. 8 is a conceptual diagram of current distribution, voltage distribution, and electric field distribution in a cross section parallel to the Y axis through the short-circuit portion 40 when the antenna device 100 is operating in the second frequency mode. Since the second frequency operation region has an area that causes parallel resonance at the second frequency, a vertical electric field is generated between the ground plane 10 and the opposing conductor plate 30 as shown in FIG. The vertical electric field propagates from the short-circuit portion 40 toward the edge Br2 of the second frequency operation region, and propagates through the space as a vertically polarized wave at the edge.
  • the vertical electric field generated between the ground plane 10 and the opposing conductor plate 30 is radiated into the space as vertical polarization in the slots 31A and 31B.
  • the vertical electric field propagates to the edge portion of the counter conductor plate 30 and is radiated to the space as vertical polarization at the edge portion.
  • the antenna device 100 radiates vertically polarized waves of the second frequency with the same gain in all directions on the horizontal plane.
  • the reason why the gain in the Y-axis direction is slightly smaller than the gain in the X-axis direction is that the vertical electric field is radiated from the end of the opposing conductor plate 30 to the space in the X-axis direction.
  • the antenna device 100 can transmit and receive radio waves of the first frequency and the second frequency, or can perform either one of transmission or reception. Moreover, in any frequency, as shown in FIG.6 and FIG.9, it has directivity in all the directions of the direction parallel to the ground plane 10. FIG.
  • FIG. 10 is a graph showing a voltage standing wave ratio (VSWR) for each frequency of the antenna device 100.
  • the VSWR is about 2 at both the first frequency (750 MHz) and the second frequency (2100 MHz), which is within a practical allowable range (usually normal) 3 or less).
  • the configuration for transmitting and receiving the radio wave of the second frequency is a slot that resonates at the second frequency at a predetermined position of the opposing conductor plate 30 having an area for transmitting and receiving the radio wave of the first frequency. This can be realized by providing 31A and 31B.
  • the area of the second frequency operation region formed by the slots 31A and 31B that obstruct the propagation of the vertical electric field is defined by the second frequency.
  • the second frequency region for causing resonance at the second frequency is realized by using a part of the region for causing parallel resonance at the first frequency (referred to as the first frequency operation region).
  • the first frequency operation region is the entire opposing conductor plate 30.
  • the configuration of the present embodiment compared to the configuration in which the first frequency operation region and the second frequency operation region are separately used in the counter conductor plate 30 as in Patent Document 1, for example, The area can be reduced, and the antenna device 100 can be further reduced in size.
  • ⁇ Modification 1> In the above-described embodiment, the configuration in which the two frequencies of the first frequency and the second frequency are the transmission / reception targets is illustrated, but the configuration is not limited thereto.
  • the antenna device may use three or more types of frequencies as transmission / reception targets. By arranging each of the plurality of slots that resonate at each frequency at a predetermined position of the opposing conductor plate 30, it is possible to transmit and receive three or more types of frequencies.
  • the antenna device 101 that uses the three frequencies of the first frequency, the second frequency, and the third frequency as transmission and reception targets is illustrated.
  • the antenna device 101 according to the first modification includes slots 31 ⁇ / b> A and 31 ⁇ / b> B for forming a second frequency operation region on the opposing conductor plate 30 having an area for transmitting and receiving a first frequency radio wave.
  • slots 32A and 32B for forming a third frequency operating region.
  • the third frequency operation region is a region determined based on the same idea as the second frequency operation region, and is caused by the obstruction of the propagation of the vertical electric field of the third frequency by the slots 32A and 32B.
  • the desired capacitance is the capacitance that causes parallel resonance at the third frequency with the inductance of the short-circuit portion 40.
  • the area of the third frequency operation region corresponds to the electrical area of the opposing conductor plate for the third frequency signal recited in the claims.
  • the second frequency is higher than the first frequency
  • the third frequency is higher than the second frequency.
  • the first frequency is 750 MHz
  • the second frequency is 1700 MHz
  • the third frequency is 2100 MHz.
  • the slots 31A and 31B are linear slots (cutout portions) having a length that resonates at the second frequency and does not resonate at the first and third frequencies, and are formed by the slots 31A and 31B.
  • the second frequency operation region is disposed at a position where the second frequency operation region has an area that resonates in parallel with the inductance included in the short-circuit portion 40 at the second frequency.
  • the slots 31 ⁇ / b> A and 31 ⁇ / b> B are arranged so as to be symmetric with respect to the short-circuit portion 40.
  • the slot 31 ⁇ / b> A is arranged so as to be parallel to the X axis and so that its perpendicular bisector passes through the short-circuit portion 40. Further, the slot 31B is arranged at a position symmetrical to the slot 31A with respect to the short-circuit portion 40.
  • the slots 32A and 32B are slots having a length that resonates at the third frequency and does not resonate at the first frequency and the second frequency, and the third frequency operation formed by the slots 32A and 32B.
  • the region is arranged at a position that becomes an area that resonates in parallel with the inductance included in the short-circuit portion 40 at the third frequency.
  • the slots 32 ⁇ / b> A and 32 ⁇ / b> B are arranged in a region closer to the short-circuit portion 40 than the slots 31 ⁇ / b> A and 31 ⁇ / b> B so as to face each other and be symmetrical with respect to the short-circuit portion 40.
  • the slot 32A is parallel to the slot 31A, the vertical bisector passes through the short-circuit portion 40, and the distance from the slot 32A to the short-circuit portion 40 is short-circuited from the slot 32A. It arrange
  • the slot 32 ⁇ / b> B is disposed at a position symmetrical to the slot 32 ⁇ / b> A with respect to the short-circuit portion 40. The reason why the slots 32A and 32B are shorter than the slots 31A and 31B is that the slots 32A and 32B are slots intended for higher frequencies.
  • the counter conductor plate 30 has an operation region corresponding to each frequency by the slots 31A, 31B, 32A, and 32B corresponding to a plurality of types of frequencies. That is, the antenna device 101 forms three operation regions on the counter conductor plate 30 corresponding to the first frequency, the second frequency, and the third frequency, respectively.
  • FIG. 12 is a conceptual diagram showing boundaries (that is, edges) of each operation region.
  • the first frequency operation region is the entire opposing conductor plate 30, and the edge Br ⁇ b> 1 (broken line in FIG. 12) of the first frequency operation region substantially coincides with the edge of the opposing conductor plate 30.
  • the second frequency operation region is formed in a part of the opposing conductor plate 30 limited by the slots 31A and 31B, and the edge Br2 (dashed line in FIG. 12) is, for example, as shown in FIG. A part along 31A and 31B and a part of edge part of the opposing conductor plate 30 are included.
  • the third frequency operation region is formed in a part of the opposing conductor plate 30 limited by the slots 32A and 32B, and its edge Br3 (two-dot chain line in FIG. 12) is, for example, as shown in FIG. A portion along the slots 32 ⁇ / b> A and 32 ⁇ / b> B and a part of the edge of the opposing conductor plate 30 are included.
  • FIG. 12 for the sake of convenience, the lines indicating the edge portions Br1 to Br3 are shown shifted, but it is assumed that they are actually overlapped.
  • FIG. 13 shows the voltage standing wave ratio (VSWR) for each frequency in the antenna device 101 of the first modification.
  • the VSWR is about 2 or less at any of the first frequency, the second frequency, and the third frequency, and is within a practical allowable range (usually normal) 3 or less).
  • FIG. 14 shows the directivity in the horizontal direction (XY plane direction) at the first frequency
  • FIG. 15 shows the directivity in the horizontal direction at the second frequency
  • FIG. 16 shows the directivity in the horizontal direction at the third frequency. Represents.
  • vertically polarized waves can be radiated with the same gain in all directions on the horizontal plane at any frequency.
  • the gain in the Y-axis direction slightly decreases with respect to the gain in the X-axis direction as the frequency increases. This is because, in the present embodiment, the slots for causing parallel resonance at the higher frequency are arranged on the short-circuit portion 40 side in the Y-axis direction.
  • the edge of the opposing conductor plate 30 becomes the edge of the operation region at any frequency. That is, in the X-axis direction, since there is no member that prevents the radiation to the vertically polarized space, the decrease in gain accompanying the increase in frequency is smaller than that in the Y-axis direction.
  • the configuration in which the slots 32A and 32B for the third frequency are provided closer to the short-circuit portion 40 than the slots 31A and 31B for the second frequency is illustrated, but the present invention is not limited thereto.
  • These positional relationships may be interchanged. That is, the slots 31A and 31B for the second frequency may be provided closer to the short-circuit portion 40 than the slots 32A and 32B for the third frequency. It has been confirmed that the same effect can be obtained by adjusting the length and position of each slot even in such an aspect.
  • the slots 31A and 31B targeted for the second frequency are relatively less in comparison with the influence of the slots 32A and 32B targeted for the third frequency on the propagation of the vertical electric field of the relatively low second frequency.
  • the influence on the propagation of the vertical electric field having a high third frequency is large. Therefore, if the second frequency slots 31A and 31B are provided between the short-circuit portion 40 and the third frequency slots 32A and 32B, the vertical electric field propagation at the third frequency is reduced. There is a risk that 31A and 31B will inhibit.
  • the third frequency slots 32A and 32B closer to the short-circuit portion 40 than the second frequency slots 31A and 31B. That is, when three or more frequencies are to be transmitted / received, and slots corresponding to each frequency are arranged in a row so as to face each other, a relatively short slot is closer to the short-circuit portion 40 side. It is preferable to arrange.
  • the opposing conductor plate 30 may be circular as shown in FIGS.
  • the above-mentioned embodiment illustrated the aspect which arrange
  • Various slots should just be provided so that the component orthogonal to the advancing direction of the vertical electric field which generate
  • the various slots are provided so as to have a component orthogonal to the traveling direction of the vertical electric field generated between the ground plane 10 and the opposing conductor plate 30. Just do it. Therefore, as shown in FIG. 19, the linear slot 31 may be provided so as to make a predetermined angle (for example, 45 degrees) with respect to the traveling direction of the vertical electric field.
  • slot 31 shown here resonates at a desired frequency in the same manner as the above-described slot 31A and the like, thereby limiting the range in which capacitance is formed between the opposing conductor plate 30 and the ground plane 10. Slot.
  • the slot 310 is an example in the case where the slot 310 is arranged so as not to have a component orthogonal to the traveling direction of the vertical electric field generated between the ground plane 10 and the opposing conductor plate 30.
  • the longitudinal direction of the slot 310 is provided so as to be along the parallel direction of the vertical electric field (in parallel), the effect of limiting the range in which the current and voltage are distributed in the counter conductor plate 30 does not occur.
  • ⁇ Modification 4> Moreover, although the aspect which provided two slots with respect to one frequency (for example, 2nd frequency) so that it might become symmetrical with respect to the short circuit part 40 was illustrated above, it is not restricted to this.
  • the length of the slot 31 and the relative position with respect to the short-circuit portion 40 include a component orthogonal to the traveling direction of the vertical electric field generated between the ground plane 10 and the counter conductor plate 30, and the counter conductor plate 30 is determined by the orthogonal component. As long as a desired capacitance is formed with the base plate 10 in FIG.
  • the reason why the two slots for transmitting and receiving radio waves of a certain frequency are provided so as to be symmetric with respect to the short-circuit portion 40 in the embodiment, the first modification, and the second modification is that the directivity is biased. It is for suppressing. That is, from the viewpoint of suppressing the bias of directivity, it is preferable to provide two slots so as to be symmetrical with respect to the short-circuit portion 40 for each target frequency.
  • FIGS. 22 and 23 three or more slots having a length that resonates at the second frequency may be provided. These slots may be arranged so that the opposing conductor plate 30 forms a desired capacitance with the ground plane 10 at the second frequency. 22 and 23 exemplify a configuration in which the opposing conductor plate 30 is provided with four slots 31C to 31F having a length that resonates at the second frequency.
  • each slot may be C-shaped as shown in FIG.
  • the C-shaped slots 31G to 31J may have a shape in which a plurality of linear slots are connected, or may have a shape including a curved portion.
  • each of the slots 31G to 31J is arranged so as to be parallel to the edge of the opposing conductor plate 30 with a predetermined interval, but this is not restrictive.
  • Each of the slots 31G to 31J may not be parallel to the edge of the opposing conductor plate 30.
  • the counter conductor plate 30 shown in FIGS. 26 and 27 is a mode in which the configuration of the modified example 5 (see FIGS. 22 and 23) is further developed. That is, in the modified example 5, the two frequencies of the first frequency and the second frequency are configured to be transmitted / received, whereas FIGS. 26 and 27 illustrate the first frequency, the second frequency, and the third frequency. In this configuration, a total of three frequencies are targeted for transmission / reception.
  • four slots that are relatively long and are provided at positions away from the short-circuit portion 40 form the second frequency operation region. It is a slot to do. Also, the four slots provided at positions relatively short and relatively close to the short-circuit portion 40 are slots for forming the third frequency operation region.
  • the counter conductor plate 30 shown in FIGS. 28, 29, 30, and 31 is a further development of the configuration of the sixth modification (see FIGS. 24 and 25). That is, in the sixth modification, the two frequencies of the first frequency and the second frequency are the objects of transmission / reception, whereas the counter conductor plate 30 shown in FIGS. 28 to 31 has the first frequency and the second frequency. This is a configuration in which a total of three frequencies of two frequencies and a third frequency are to be transmitted and received.
  • two mutually opposing slots provided relatively far from the short-circuit portion 40 are the second frequency operation region. It is a slot for forming. Further, the two slots relatively closer to the short-circuit portion 40 correspond to slots for forming the third frequency operation region.
  • two slots for forming the second frequency operating region and two slots for forming the third frequency operating region are all on the same straight line passing through the short-circuit portion 40.
  • positioned so that it may line up is illustrated.
  • the direction in which the two slots for forming the second frequency operating region are aligned and the direction in which the two slots for forming the third frequency operating region are aligned are orthogonal to each other. An example in which each slot is arranged is shown.
  • the slots for each frequency are connected from the short-circuit portion 40 for other frequencies. It is preferable to arrange so that it does not exist between the slots.
  • FIGS. 32 and 33 are diagrams illustrating a configuration in which slots for a certain frequency are made linear in the configurations of FIGS. 28 and 29. Even in such a configuration, the effects described above can be achieved by designing the length and position of each slot so as to satisfy the above-described conditions.
  • FIG. 34 is a plan view of the antenna device 102 according to the second embodiment.
  • FIG. 35 is a schematic diagram of a cross section of the antenna device 102 shown in FIG. 34 along a straight line passing through the short-circuit portion 40 and parallel to the Y axis.
  • the antenna device 102 according to the second embodiment includes slots 11A and 11B corresponding to the slots 31A and 31B described in the first embodiment on the ground plane 10 instead of the counter conductor plate 30. Even in such a configuration, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.
  • the antenna device 103 according to the third embodiment includes a metal plate having the same effect as the slots described in the first embodiment, the second embodiment, and various modifications, in a layer between the ground plane 10 and the counter conductor plate 30. That is, instead of providing a slot in at least one of the ground plane 10 and the opposing conductor plate 30, the edge of the opposing conductor plate 30 from the short-circuit portion 40 is formed by a metal plate provided in a layer between the ground plane 10 and the opposing conductor plate 30.
  • the antenna device 103 exemplified here is an antenna device for transmitting and receiving two types of frequencies, the first frequency and the second frequency, for the sake of simplicity. That is, the metal plate provided between the ground plane 10 and the opposing conductor plate 30 is an element added to cause the antenna device capable of transmitting and receiving the first frequency radio wave to transmit and receive the second frequency radio wave.
  • FIG. 36 is a plan view of the antenna device 103 according to the third embodiment.
  • 37 is a schematic cross-sectional view taken along the line 37-37 shown in FIG. 36
  • FIG. 38 is a schematic cross-sectional view taken along the line 38-38 shown in FIG.
  • the support portion 20 is indicated by a broken line in order to clearly show the positions of the metal plates 61 and 62, which is one of the features of the third embodiment.
  • the antenna device 103 has linear metal plates 61 and 62 having a predetermined length at positions symmetrical with respect to the short-circuit portion 40, and the longitudinal direction thereof is It is provided so as to be orthogonal to the direction from the short-circuit portion 40 toward the edge of the opposing conductor plate 30.
  • the metal plates 61 and 62 correspond to the conductors described in the claims.
  • the length and thickness of the metal plates 61 and 62, the position in the XY plane direction with respect to the short-circuit portion 40, and the separation from the opposing conductor plate 30 in the Z-axis direction are appropriately designed so as to achieve the same effect as the slot described above. It should be done.
  • the lengths of the metal plates 61 and 62 in the longitudinal direction are appropriately adjusted according to the distance from the short-circuit portion 40 on the basis of the length that is electrically the half wavelength of the second wavelength, like the above-described slot. It only has to be done.
  • the thickness of the metal plates 61 and 62 may be appropriately designed. However, if the thickness is increased, there is a risk that the propagation of the vertical electric field at the first frequency may be disturbed. In addition, the present inventors have confirmed through various tests that the effect of obstructing the propagation of the vertical electric field at the second frequency is weakened when the metal plates 61 and 62 are brought close to either the ground plane 10 or the opposing conductor plate 30. did. Therefore, it is preferable that the metal plates 61 and 62 are disposed so as to be positioned between the ground plate 10 and the opposing conductor plate 30 in the Z-axis direction.
  • the relative positions of the metal plates 61 and 62 in the XY plane with respect to the short-circuit portion 40 are such that the capacitance formed by the opposing conductor plate 30 and the ground plate 10 in parallel with the inductance included in the short-circuit portion 40 by the metal plates 61 and 62. What is necessary is just to determine so that it may become a value which resonates.
  • the antenna device 103 described above may be realized using, for example, the two printed boards 21 and 22. That is, the printed circuit board 21 provided with the opposing conductor plate 30 on one surface and the metal plates 61 and 62 on the other surface is disposed on the printed circuit board 22 disposed on the ground plate 10. It is only necessary that the surface on which the substrate is provided is stacked so as to be in contact with the surface of the printed circuit board 22 on which the base plate 10 is not provided. In this case, the printed circuit boards 21 and 22 correspond to the support unit 20. Moreover, you may implement
  • metal bodies 71 and 72 connected to the ground plate 10 may be used as shown in FIGS. 39 and 40. Also in such an aspect, the same effect can be produced by appropriately adjusting the length, thickness, position, and the like of the metal body 71.
  • 39 corresponds to FIG. 37
  • FIG. 40 corresponds to FIG. 39 and 40
  • the support portion 20 is omitted.
  • the lengths of the metal bodies 71 and 72 in the longitudinal direction are appropriately adjusted according to the distance from the short-circuit portion 40 based on the length that is electrically the half wavelength of the second wavelength, like the above-described slot. It only has to be done.
  • the thicknesses of the metal bodies 71 and 72 may be appropriately designed. As the thickness is increased, that is, as the gap generated between the opposing conductor plate 30 is reduced, the effect of obstructing the propagation of the vertical electric field becomes stronger. However, if the thickness is increased too much, the propagation of the vertical electric field at the first frequency is also disturbed. Therefore, it is preferable that the thicknesses of the metal bodies 71 and 72 have values that do not disturb the propagation of the vertical electric field at the first frequency and interfere with the propagation of the vertical electric field at the second frequency.
  • the positions at which the metal bodies 71 and 72 are provided on the ground plane 10 are such that the capacitance formed by the opposing conductor plate 30 and the ground plane 10 by the metal bodies 71 and 72 is parallel to the inductance of the short-circuit portion 40. To be determined.
  • a part of the ground plate 10 has a convex shape in the direction of the opposing conductor plate 30 by a predetermined height.
  • the metal bodies 71 and 72 and the convex portions 12A and 12B correspond to the metal pattern described in the claims.
  • a plurality of metal plates can be provided between the opposing conductor plate 30 and the ground plane 10, or the shape thereof can be changed to various shapes.
  • a plurality of metal bodies and protrusions can be provided on the ground plane 10 or the shape thereof can be changed to various shapes.
  • a slot, a metal plate, a metal body, and a protrusion for obstructing the progress of the vertical electric field at the second frequency correspond to the electric field interfering element for the second frequency described in the claims.
  • the slot, the metal plate, the metal body, and the convex portion for obstructing the progress of the vertical electric field at the third frequency correspond to the third frequency electric field interfering element described in the claims.
  • the electric field interference elements realized in various modes such as slots and metal plates may be provided on the opposing conductor plate 30 or may be provided on the ground plane 10. Furthermore, it may be provided between the opposing conductor plate 30 and the ground plane 10.
  • the base plate 10 may be provided with convex portions 12A and 12B for forming the second frequency operation region, and the opposing conductor plate 30 may be provided with slots 32A and 32B for forming the third frequency operation region.

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Abstract

　地板（１０）と、対向導体板（３０）と、短絡部（４０）と、給電点（５１）と、を備え、対向導体板の面積は、所定の第１周波数において短絡部が備えるインダクタンスと並列共振を生じさせる静電容量を形成する面積となっており、対向導体板、地板、及び対向導体板と地板との間の何れかに、第１周波数よりも高い第２周波数において、短絡部から対向導体板の外縁部に向かう、地板に対して垂直な電界の伝搬を妨げ、且つ、第１周波数における電界の伝搬を妨げない少なくとも１つの第２周波数用電界妨害素子（３１、３１Ａ、３１Ｂ、１１Ａ、１１Ｂ、６１、６２、７１、７２）を備え、第２周波数用電界妨害素子は、第２周波数の信号にとっての対向導体板の電気的な面積が、短絡部が備えるインダクタンスと第２周波数において並列共振する静電容量を形成する面積となるように配置されているアンテナ装置。

Description

アンテナ装置 関連出願の相互参照
　本出願は、２０１４年１２月１０日に出願された日本特許出願番号２０１４－２５０１８３号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。
　本開示は、グランドとして機能する平板状の金属導体と、当該金属導体に対向するように配置された平板状の他の金属導体を備えるアンテナ装置であって、複数種類の周波数の電波を送受信の対象とするアンテナ装置に関する。
　従来、特許文献１に開示されているように、グランドとして機能する平板状の金属導体（地板とする）と、当該グランド板に対向するように配置されるとともに任意の位置に給電点が設けられた平板状の金属導体（対向導体板とする）と、地板と対向導体板とを電気的に接続する短絡部と、を備えるアンテナ装置がある。
　この種のアンテナ装置では、地板と対向導体板との間に形成される静電容量と、短絡部が備えるインダクタンスとによって、その静電容量とインダクタンスに応じた周波数において並列共振を生じさせる。地板と対向導体板との間に形成される静電容量は、対向導体板の面積に応じて定まる。したがって、対向導体板の面積を調整することで、当該アンテナ装置において送受信の対象とする周波数（動作周波数とする）を所望の周波数とすることができる。
　また、この特許文献１では、対向導体板に、その外縁部に平行であって、アルファベットのＣを描くように設けられたひと繋がりのスロットを設けることによって、対向導体板を、スロットの内側の領域と外側の領域とに分ける構成が開示されている。
　このような構成によれば、対向導体板のスロットの外側領域による容量性効果と、対向導体板のスロットの内側部分による容量性効果の、２つの容量性効果を生じさせることになり、それぞれの領域に対応する２つの共振周波数を備えたアンテナ装置とすることができる。なお、特許文献１において対向導体板に設けられるスロットは、上述の内側領域による容量性効果を生じさせるように、内側領域の周縁部の大部分を実質的に形成する長さを有するものとされている。
特許第４０４４８９５号公報
　特許文献１の構成では、対向導体板が備える面積をスロットによって２つに分けて利用する。このため、スロットの外側領域と内側領域に、それぞれの周波数に応じた面積が形成されるように、対向導体板全体を設計しなければならない。つまり、対向導体板は、２つの周波数のそれぞれに応じた面積を合わせた面積を備える必要がある。
　本開示は、この事情に基づいて成されたものであり、その目的とするところは、複数種類の周波数の電波を送受信可能な、より小型なアンテナ装置を提供することにある。
　本開示の第一の態様において、地板と、地板と所定の間隔をおいて平行に設置された平板状の導体部材である対向導体板と、対向導体板の中央部に設けられ、対向導体板と地板とを電気的に接続する短絡部と、対向導体板に給電するための給電線と対向導体板とを電気的に接続する給電点と、を備え、対向導体板の面積は、所定の第１周波数において短絡部が備えるインダクタンスと並列共振を生じさせる静電容量を形成する面積となっており、短絡部との対向導体板の外縁部との間に、第１周波数よりも高い第２周波数において、短絡部から対向導体板の外縁部に向かう、地板に対して垂直な電界の伝搬を妨げ、且つ、第１周波数における電界の伝搬を妨げない少なくとも１つの第２周波数用電界妨害素子を備え、第２周波数用電界妨害素子は、第２周波数の信号にとっての対向導体板の電気的な面積が、短絡部が備えるインダクタンスと第２周波数において並列共振する静電容量を形成する面積となるように配置されている。
　以上の構成では、対向導体板の面積が、短絡部が備えるインダクタンスと第１周波数において並列共振する静電容量を形成する面積となっている。このため、第１周波数においてインダクタンスと静電容量との間のエネルギー交換によって並列共振が生じ、地板と対向導体板との間には、地板（及び対向導体板）に対して垂直な電界を発生させる。この垂直電界は、短絡部から対向導体板の外縁部に向かって伝搬していき、対向導体板の外縁部において、垂直電界は垂直偏波電界になって空間に放射される。
　したがって、当該アンテナ装置は、第１周波数の電波を送信可能であって、その指向性は、地板に平行な平面の全方位に対して同程度の利得を有するものとなる。また、送受信の可逆性から、上記構成によれば第１周波数の電波を受信可能である。
　また、第２周波数においては、短絡部から外縁部へ向かう垂直電界の伝搬が第２周波数用電界妨害素子によって妨害されることで、対向導体板において電流や電圧が分布する範囲が限定される。すなわち、対向導体板において地板との間で静電容量を形成する範囲が限定され、対向導体板の面積を小さくした場合と同様の効果が得られる。
　ここで、第２周波数用電界妨害素子は、第２周波数の信号にとっての対向導体板の電気的な面積が、短絡部が備えるインダクタンスと第２周波数において並列共振する静電容量を形成する面積となるように配置されている。したがって、第２周波数においても、対向導体板と地板との間に形成される静電容量と短絡部が備えるインダクタンスとによって並列共振が生じ、地板１０と平行な平面方向の全方位に、垂直偏波を放射させることができる。もちろん、送受信の可逆性から、上記構成によれば第２周波数の電波を受信することも可能である。
　したがって、以上の構成によれば複数種類の周波数の電波を送受信が可能となる。ここで、第２周波数の電波を送受信するための構成は、第１周波数の電波を送受信するための構成に、第２周波数用妨害素子を追加することで実現することができる。この第２周波数用妨害素子は、短絡部との対向導体板の外縁部との間に設けられるため、対向導体板の面積を増加させることはない。
　つまり、以上の構成によれば、複数種類の周波数の電波を送受信可能なアンテナ装置において、そのサイズを特許文献１に開示の構成よりも小型化することができる。
　本開示についての上記目的およびその他の目的、特徴や利点は、添付の図面を参照しながら下記の詳細な記述により、より明確になる。その図面は、
図１は、アンテナ装置１００の外観斜視図であり、 図２は、アンテナ装置１００の上面図であり、 図３は、図２に示す３－３線におけるアンテナ装置１００の断面図であり、 図４は、第１周波数モードにおける垂直電界の進行方向を説明するための概念図であり、 図５は、第１周波数における対向導体板３０近傍の電流分布、電圧分布、電界分布について説明するための概念図であり、 図６は、第１周波数の電波に対する水平方向の指向性を示す図であり、 図７は、第２周波数モードにおいて垂直電界が伝搬する領域を説明するための概念図であり、 図８は、第２周波数における対向導体板３０近傍の電流分布、電圧分布、電界分布について説明するための概念図であり、 図９は、第２周波数の電波に対する水平方向の指向性を示す図であり、 図１０は、実施形態におけるアンテナ装置１００の周波数と電圧定在波比の関係を示すグラフであり、 図１１は、変形例１におけるアンテナ装置１０１の概略的な構成を示す上面図であり、 図１２は、第１周波数動作領域、第２周波数動作領域、第３周波数動作領域を説明するための図であり、 図１３は、変形例１におけるアンテナ装置１０１の周波数と電圧定在波比の関係を示すグラフであり、 図１４は、アンテナ装置１０１の第１周波数の電波に対する水平方向の指向性を示す図であり、 図１５は、アンテナ装置１０１の第２周波数の電波に対する水平方向の指向性を示す図であり、 図１６は、アンテナ装置１０１の第３周波数の電波に対する水平方向の指向性を示す図であり、 図１７は、対向導体板３０の変形例を示す図であり、 図１８は、対向導体板３０の変形例を示す図であり、 図１９は、短絡部４０から対向導体板３０の縁部に向かう垂直電界の進行方向に対するスロット３１の角度と、スロット３１が垂直電界の伝搬を妨害する効果との関係を説明するための図であり、 図２０は、対向導体板３０の変形例を示す図であり、 図２１は、対向導体板３０の変形例を示す図であり、 図２２は、対向導体板３０の変形例を示す図であり、 図２３は、対向導体板３０の変形例を示す図であり、 図２４は、対向導体板３０の変形例を示す図であり、 図２５は、対向導体板３０の変形例を示す図であり、 図２６は、対向導体板３０の変形例を示す図であり、 図２７は、対向導体板３０の変形例を示す図であり、 図２８は、対向導体板３０の変形例を示す図であり、 図２９は、対向導体板３０の変形例を示す図であり、 図３０は、対向導体板３０の変形例を示す図であり、 図３１は、対向導体板３０の変形例を示す図であり、 図３２は、対向導体板３０の変形例を示す図であり、 図３３は、対向導体板３０の変形例を示す図であり、 図３４は、第２の実施形態におけるアンテナ装置１０２の上面図であり、 図３５は、アンテナ装置１０２の、短絡部４０を通るＹ軸に平行な直線での断面図であり、 図３６は、第３の実施形態におけるアンテナ装置１０３の上面図であり、 図３７は、図３６に示す３７－３７線におけるアンテナ装置１０３の断面図であり、 図３８は、図３６に示す３８－３８線におけるアンテナ装置１０３の断面図であり、 図３９は、第３の実施形態の変形例を示す、図３７に対応する図であり、 図４０は、第３の実施形態の変形例を示す、図３８に対応する図であり、 図４１は、第３の実施形態の変形例を示す、図３９に対応する図であり、 図４２は、第３の実施形態の変形例を示す、図４０に対応する図である。
　＜第１の実施形態＞
　以下、本開示の第１の実施形態（以降、実施形態１とも称する）について図を用いて説明する。図１は、本実施形態に係るアンテナ装置１００の概略的な構成の一例を示す外観斜視図である。また、アンテナ装置１００の上面図を図２に示す。図３は、図２に示す３－３線におけるアンテナ装置１００の断面図である。
　このアンテナ装置１００は、例えば車両で用いられ、第１周波数（例えば７５０ＭＨｚ）及び第２周波数（例えば１７００ＭＨｚ）のそれぞれの電波を送受信、又は、送信と受信の何れか一方を実施するものである。アンテナ装置１００は、例えば同軸ケーブルを介して無線機（何れも図示略）と接続されており、アンテナ装置１００が受信した信号は逐次無線機に出力される。
　無線機は、アンテナ装置１００が受信した信号を利用するとともに、当該アンテナ装置１００に対して送信信号に応じた高周波電力を供給するものである。なお、本実施形態ではアンテナ装置１００への給電線として同軸ケーブルを採用する場合を想定して説明するが、フィーダ線など、その他の周知の給電線を用いても良い。以下、アンテナ装置１００の具体的な構成について述べる。
　アンテナ装置１００は、図１～３に示すように、地板１０、支持部２０、対向導体板３０、短絡部４０、及び給電部５０を備える。
　地板１０は、銅などの導体を素材とする正方形状の板（箔を含む）である。この地板１０は、同軸ケーブルの外部導体と電気的に接続されて、アンテナ装置１００におけるグランド電位（接地電位）を形成する。なお、地板１０は、対向導体板３０よりも大きければよく、その形状は正方形状に限らない。例えば、地板１０は長方形状であってもよいし、その他の多角形状であってもよいし、円形（楕円を含む）状であってもよい。もちろん、直線部分と曲線部分とを組み合わせた形状であってもよい。
　支持部２０は、樹脂などの電気絶縁材料を素材とする、所定の厚みｈ（図３参照）を備える板状の部材である。支持部２０は、地板１０と、板状の対向導体板３０とを、所定の間隔ｈをおいて互いの平面部分が対向するように配置するための部材である。したがって、支持部２０の形状は板状に限らない。支持部２０は、地板１０と対向導体板３０とを所定の間隔ｈをおいて対向するように支持する複数の柱であってもよい。
　また、本実施形態において地板１０と対向導体板３０の間は、樹脂（すなわち支持部２０）で充填されるが、これに限らない。地板１０と対向導体板３０の間は、中空（又は真空）となっていてもよいし、所定の誘電比率を有する誘電体で充填されていても良い。さらに、以上で例示した構造が組み合わさっていてもよい。
　対向導体板３０は、銅などの導体を素材とする正方形状の板（箔を含む）である。対向導体板３０は、支持部２０を介して地板１０と平行（略平行を含む）となるように対向配置されている。なお、ここでは、対向導体板３０の形状は、正方形状とするが、その他の構成として長方形状であってもよいし、長方形以外の形状（例えば円形や六角形等）であってもよい。
　対向導体板３０と地板１０とは互いに対向することで、その対向導体板３０の面積に応じた静電容量を形成するコンデンサと見なすことができる。対向導体板３０の面積は、短絡部４０が備えるインダクタンス成分と、所定の第１周波数において並列共振する静電容量を形成する面積とする。第１周波数は、適宜設計されればよく、ここでは、７５０ＭＨｚとする。
　この対向導体板３０は、第１周波数では共振せず、かつ、第２周波数において共振する長さを有する直線状のスロット３１Ａ、３１Ｂを、短絡部４０に対して対称な位置に、その長手方向が短絡部４０から対向導体板３０の縁部に向かう方向に対して直交するように備える。第２周波数は、第１周波数よりも高い周波数であればよく、適宜設定される値である。ここでは一例として第２周波数は２１００ＭＨｚとする。スロット３１Ａ、３１Ｂは互いに同じ長さである。
　各スロット３１Ａ、３１Ｂの長さは、その共振させるべき周波数（ここでは第２周波数）の電波の波長に応じて設計されればよい。ここでは一例として、スロット３１Ａ、３１Ｂの長さは、第２周波数の波長（第２波長とする）の半分に相当する長さとする。第２波長の半分の長さに相当する値とは、電気的に第２波長の半分の長さとなる値を意味する。電気的な長さは、実効的な長さとも称される。
　なお、対向導体板３０と地板１０との間が所定の誘電比率を有する誘電体で充填する場合には、その誘電体による波長短縮効果の影響も鑑みて、電気的に第２波長の半分の長さに相当する長さとすればよい。また、アンテナ装置１００を当該装置のサイズに対して十分に大きい金属板の上に配置する場合にも、スロット３１Ａ、３１Ｂの長さはアンテナ装置１００の近傍に存在する金属板による影響を鑑みて決定されればよい。なお、各スロット３１Ａ、３１Ｂの長さは、電気的に第２波長の半分に限らない。各スロット３１Ａ、３１Ｂは、第２周波数において共振すればよく、その他の長さであっても良い。
　さらに、開示者らは、種々の試験によって、スロット３１Ａ、３１Ｂを第２周波数において共振させるために必要な長さは、各スロット３１Ａ、３１Ｂの短絡部４０からの距離に応じて変化することを確認した。より具体的には、短絡部４０から相対的に近い位置に設ける場合には、スロット３１Ａ、３１Ｂの長さは第２波長の半分よりも長くする必要がある一方、短絡部４０から相対的に離れた位置に設ける場合には、スロット３１Ａ、３１Ｂの長さは第２波長の半分よりも短くてもよい。
　したがって、スロット３１Ａ、３１Ｂの長さは、第２波長の電気的な長さに加えて、対向導体板３０上において当該スロット３１Ａ、３１Ｂを配置する際の位置（短絡部４０からの距離）に基づいて決定されればよい。
　なお、各スロット３１Ａ、３１Ｂの幅は、第２周波数の波長（第２波長とする）に対して電気的に十分短い値（長くとも第２波長の１０分の１）とする。
　短絡部４０は、この対向導体板３０と地板１０と電気的に接続する部分であって、対向導体板３０の中央部に設けられる。ここでの中央部とは、対向導体板３０の対角線の交点（すなわち中心）、及びその近傍を指す。短絡部４０は、導電性のピン（ショートピンとする）で実現されれば良い。このショートピンの太さによって、短絡部４０が備えるインダクタンスを調整することができる。
　なお、ここでの対向導体板３０の中心の近傍とは、対向導体板３０の中心と短絡部４０が設けられている位置とのずれに起因して生じる指向性の偏りが、所定の許容範囲に収まる領域を指す。
　給電部５０は、アンテナ装置１００と同軸ケーブルとを電気的に接続する部分であって、図３に示すように、同軸ケーブルの内部導体と対向導体板３０とが電気的に接続する給電点５１と、同軸ケーブルの外部導体と地板１０とを電気的に接続する接地点５２を備える。対向導体板３０上における給電点５１の位置は、当該アンテナ装置１００が送受信の対象とする種々の周波数において、同軸ケーブルとアンテナ装置１００とのインピーダンスの整合が取れる位置とすればよい。なお、インピーダンスの整合が取れている状態とは、完全な整合状態に限らず、インピーダンスの不整合による損失が所定の許容範囲内となっている状態を含む。
　無線機は、給電部５０からアンテナ装置１００に電力エネルギーを供給することによって、所望の周波数で信号を送信するとともに、所望の周波数の電波を受信する。なお、給電部５０は、周知の整合回路やフィルタ回路などを介して同軸ケーブルとアンテナ装置１００とを接続する構成であっても良い。
　以上で述べたアンテナ装置１００は、例えば、車両などの移動体で用いられる。当該アンテナ装置１００を車両で用いる場合には、車両の屋根部において、地板１０が略水平であって、地板１０から対向導体板３０に向かう方向が天頂方向と略一致するように設置されればよい。
　次に、当該アンテナ装置１００の動作について説明する。アンテナ装置１００は、第１周波数の電波を送受信の対象とするモード（第１周波数モードとする）と、第２周波数の電波を送受信の対象とするモード（第２周波数モードとする）の２つの動作モードを備える。
　なお、アンテナ装置１００が電波を送信（放射）する際の作動と、電波を受信する際の作動は、互いに可逆性を有する。したがって、ここでは一例として、各動作モードにおいて電波を放射する際の作動について説明し、電波を受信する際の作動についての説明は省略する。
　また、以降では便宜上、対向導体板３０の外周上の１辺に平行な方向にＸ軸、対向導体板３０に平行な平面上において当該Ｘ軸に直交する方向にＹ軸をとり、Ｘ軸及びＹ軸のそれぞれと直交し、かつ、地板１０から対向導体板３０に向かう方向にＺ軸をとった三次元座標系の概念を導入し、アンテナ装置１００の構成及び動作について説明する。
　まずは第１周波数モードについて説明する。前述のとおり、対向導体板３０はその中央部に設けられた短絡部４０で地板１０に短絡されており、かつ、対向導体板３０の面積は、短絡部４０が備えるインダクタンスと第１周波数において並列共振する静電容量を形成する面積となっている。
　このため、インダクタンスと静電容量との間のエネルギー交換によって並列共振が生じ、地板１０と対向導体板３０との間には、地板１０（及び対向導体板３０）に対して垂直な電界が発生する。この垂直電界は、図４の太線矢印で示すように短絡部４０から対向導体板３０の縁部に向かって伝搬していき、対向導体板３０の縁部において、垂直電界は垂直偏波電界になって空間を伝搬していく。なお、対向導体板３０に設けられたスロット３１Ａ、３１Ｂは、第１周波数では共振しない長さとなっているため、スロット３１Ａ、３１Ｂに起因する垂直電界の伝搬に対する影響は無視することができる。
　より具体的には、第１周波数モードとなっている場合、図５に示すように、対向導体板３０において電流は、対向導体板３０の縁部から短絡部４０が設けられている中央部に向かう方向に流れる。つまり、電流は対向導体板３０の中央部に集中し、電流定在波の振幅は、対向導体板３０の中央部で最大、両端部で０となる。
　また、短絡部４０が対向導体板３０の中央部に設けられていることから、電圧定在波は対向導体板３０の両端部で振幅が最大、中央部付近で振幅が０となり、電圧の符号は、いずれの領域でも垂直方向において同じ符号（図では正の状態）となる。
　対向導体板３０と地板１０との間に生じる垂直電界は、電圧の分布に比例するため、その進行方向は、短絡部４０から見て何れの領域においても同一方向（例えば短絡部４０から対向導体板３０の縁部に向かう方向）となる。また、その強度は、中央部付近で０、対向導体板３０の外縁部で最大となる。つまり、短絡部４０から対向導体板３０の外縁部に向かうにつれて電界強度は大きくなり、縁部において垂直偏波となって放射される。
　このためアンテナ装置１００は第１周波数において、対向導体板３０の中央部（つまり短絡部４０）から縁部に向かう全方向に、垂直偏波の指向性を有する。特に、地板１０が水平となるように配置されている場合、アンテナ装置１００は水平方向に対して指向性を有する。また、電界の伝搬方向は短絡部４０を中心として対称であるため、図６に示すように水平面における全方位に対して同程度の利得を有する。
　次に、第２周波数モードについて説明する。第２周波数におけるアンテナ装置１００の動作は、前述の第１周波数におけるアンテナ装置１００の動作と同様の概念を適用させることができる。つまり、短絡部４０が備えるインダクタンスと、地板１０と対向導体板３０によって形成される静電容量による並列共振を利用するものである。
　ただし、第２周波数モードにおいては、地板１０と対向導体板３０との間に発生する垂直電界の伝搬に対して、対向導体板３０に設けたスロット３１Ａ、３１Ｂによる影響が生じる点で異なる。より具体的には次の通りである。
　スロット３１Ａ、３１Ｂは、第２周波数において共振するように設けられている。このため、第２周波数の高周波信号が給電されている場合、スロット３１Ａ、３１Ｂが共振し、対向導体板３０上においてスロット３１Ａ、３１Ｂが設けられている部分は、第２周波数の信号にとっては相対的にインピーダンスが高い部分となる。
　したがって、スロット３１Ａ、３１Ｂが地板１０と対向導体板３０との間に発生する垂直電界の進行方向に対して直交する成分を備える場合、スロット３１Ａ、３１Ｂは、垂直電界の伝搬を妨害する効果を奏する。ここでの垂直電界の進行方向とは、第１周波数モードの説明で述べたように、短絡部４０から対向導体板３０の縁部に向かう方向である。
　本実施形態では、短絡部４０に対して対称な位置に、その長手方向が短絡部４０から対向導体板３０の縁部に向かう方向（すなわち垂直電界の進行方向）に対して直交するように備える。つまり、スロット３１Ａ、３１Ｂは、図７に示すように垂直電界の伝搬を妨害する役割を担う。
　そして、短絡部４０から対向導体板３０の縁部へと向かう垂直電界の伝搬が、スロット３１Ａ、３１Ｂによって妨害されることで、対向導体板３０において電流や電圧が分布する範囲が限定される。すなわち、対向導体板３０において地板１０との間で静電容量を形成する範囲が限定され、対向導体板３０の面積を小さくした場合と同様の効果が得られる。
　図７の長破線は、スロット３１Ａ、３１Ｂによる垂直電界の伝搬の妨害に起因して、対向導体板３０において地板１０との間で静電容量を形成する領域（第２周波数動作領域とする）の縁部Ｂｒ２を概念的に示している。なお、図７の短破線Ｂｒ２ａで囲まれる領域は、簡略的に第２周波数動作領域を表している。この第２周波数動作領域の面積が、請求項に記載の第２周波数の信号にとっての対向導体板の電気的な面積に相当する。
　ここで、第２周波数動作領域の面積が、短絡部４０が備えるインダクタンスと第２周波数において並列共振する静電容量を形成する面積となっている場合には、第２周波数においても並列共振が生じ、第２周波数動作領域の縁部Ｂｒ２から垂直偏波を放射させることができる。つまり、第２周波数動作領域の面積が第２周波数において並列共振を発生させる静電容量を形成する面積となるように、スロット３１Ａ、３１Ｂを配置することによって、第２周波数における電波の放射を可能とする。
　この第２周波数動作領域の面積は、簡易的には、短破線Ｂｒ２ａで囲まれる長方形の面積で求めることができる。つまり、短絡部４０からスロット３１Ａの距離Ｌｙの２倍と、対向導体板３０においてスロット３１Ａ、３１Ｂが並ぶ方向に直交する方向（ここではＸ軸方向）の長さＬｘを乗算することで求めることができる。
　ここで、短絡部４０から各スロット３１Ａ、３１Ｂまでの距離Ｌｙは、第２周波数動作領域として必要な面積から逆算して求めればよい。つまり、第２周波数及び短絡部４０が備えるインダクタンスから、第２周波数動作領域として必要な面積を算出し、当該面積を対向導体板３０におけるＸ軸方向の長さＬｘで割る。そして、その値をさらに２で割った値を、短絡部４０から各スロット３１Ａ、３１Ｂまでの距離Ｌｙとすればよい。
　もちろん、以上で求めた短絡部４０から各スロット３１Ａ、３１Ｂまでの距離Ｌｙは、垂直電界の伝搬領域を簡略化したモデルを用いて算出した値であるため誤差を含む。実際には、第２周波数において所望の性能が出るように、シミュレーションや実試験などによって各スロット３１Ａ、３１Ｂの位置は微調整及び決定されればよい。また、各スロット３１Ａ、３１Ｂの長さは、短絡部４０からの距離Ｌｙに応じて、第２周波数において共振するように調整されればよい。
　図８は、アンテナ装置１００が第２周波数モードとして動作している場合の、短絡部４０を通ってＹ軸に平行な断面における電流分布、電圧分布、及び電界分布の概念図である。第２周波数動作領域が第２周波数において並列共振を生じさせる面積となっていることで、図８に示すように地板１０と対向導体板３０との間に垂直電界が発生する。この垂直電界は、短絡部４０から第２周波数動作領域の縁部Ｂｒ２に向かって伝搬していき、その縁部において垂直偏波となって空間を伝搬していく。
　例えば短絡部４０からスロット３１Ａ、３１Ｂに向かう方向においては、地板１０と対向導体板３０との間に発生する垂直電界は、スロット３１Ａ、３１Ｂにおいて垂直偏波となって空間に放射される。また、短絡部４０からＸ軸方向に向かう方向においては、垂直電界は対向導体板３０の縁部まで伝搬していき、縁部において垂直偏波となって空間に放射される。
　以上で述べたように、アンテナ装置１００は第２周波数においても、短絡部４０から第２周波数動作領域の縁部Ｂｒ２に向かう方向に電界が伝搬していく。したがって、アンテナ装置１００は、図９に示すように水平面の全方位において、同程度の利得で第２周波数の垂直偏波を放射する。なお、図９においてＹ軸方向における利得がＸ軸方向における利得に対してやや小さくなっている理由は、Ｘ軸方向においては、垂直電界が対向導体板３０の端部から空間に放射されるのに対し、Ｙ軸方向においては、スロット３１Ａ、３１Ｂ付近で垂直偏波となるためである。すなわち、Ｙ軸方向においては、短絡部４０から見てスロット３１Ａ、３１Ｂよりも外側部分の対向導体板３０によって、垂直偏波の放射と受信を若干妨げられるためである。
　以上で述べた構成によれば、アンテナ装置１００は、第１周波数及び第２周波数のそれぞれの電波を送受信、又は、送信と受信の何れか一方を実施することができる。また、いずれの周波数においても、図６及び図９に示すように、地板１０に平行な方向の全方位に指向性を有する。
　図１０は、当該アンテナ装置１００の周波数毎の電圧定在波比（ＶＳＷＲ：Ｖｏｌｔａｇｅ　Ｓｔａｎｄｉｎｇ　Ｗａｖｅ　Ｒａｔｉｏ）を示すグラフである。図１０に示すように本実施形態の構成によれば、第１周波数（７５０ＭＨｚ）及び第２周波数（２１００ＭＨｚ）の何れにおいても、ＶＳＷＲが約２となっており、実用上の許容範囲内（通常３以下）の性能を有することを示している。
　以上の構成によれば、第２周波数の電波を送受信するための構成は、第１周波数の電波を送受信するための面積を有する対向導体板３０の所定の位置に、第２周波数において共振するスロット３１Ａ、３１Ｂを設けることで実現することができる。
　より具体的には、第２周波数で共振することで、垂直電界の伝搬を妨害するスロット３１Ａ，３１Ｂを、それらのスロット３１Ａ、３１Ｂによって形成される第２周波数動作領域の面積が、第２周波数において短絡部４０が備えるインダクタンスと並列共振が生じる静電容量を形成する位置に配置する。
　つまり、第２周波数における共振を生じさせるための第２周波数領域は、第１周波数における並列共振を生じさせるための領域（第１周波数動作領域とする）の一部を用いて実現される。なお、第１周波数動作領域は、対向導体板３０全体である。
　したがって、本実施形態の構成によれば、例えば特許文献１のように対向導体板３０において第１周波数動作領域と第２周波数動作領域とを分離して用いる構成に比べて、対向導体板３０の面積を抑制することができ、アンテナ装置１００のさらなる小型化といった効果を奏することができる。
　以上、本開示の実施形態を説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されるものではなく、次の実施形態も本開示の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。なお、以降において、上述の実施形態の説明に用いた図に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。また、構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分については先に説明した実施形態１を適用することができる。
　＜変形例１＞
　上述の実施形態では、第１周波数と第２周波数の２つの周波数を送受信の対象とする構成を例示したが、これに限らない。アンテナ装置は、３種類以上の周波数を送受信の対象としてもよい。各周波数において共振する複数のスロットのそれぞれを、対向導体板３０の所定の位置に配置することで、３種類以上の周波数を送受信させることができる。
　なお、複数の周波数のうちの全ての周波数において、送信と受信の両方を実施する必要はなく、或る周波数においては送信と受信の何れか一方のみに用いられる態様であっても良い。もちろん、送受信の可逆性から何れか一方のみに用いられる場合であっても、送信と受信の両方を行うことができる。
　この変形例１では一例として、第１周波数、第２周波数、第３周波数の３つの周波数を送受信の対象とするアンテナ装置１０１の構成を例示する。この変形例１におけるアンテナ装置１０１は、図１１に示すように、第１周波数の電波を送受信するための面積を備える対向導体板３０に、第２周波数動作領域を形成するためのスロット３１Ａ、３１Ｂと、第３周波数動作領域を形成するためのスロット３２Ａ、３２Ｂと、を備える。
　ここでの第３周波数動作領域とは、第２周波数動作領域と同様の思想に基づいて定まる領域であって、スロット３２Ａ、３２Ｂによる第３周波数の垂直電界の伝搬の妨害に起因して、第３周波数において対向導体板３０が地板１０と所望の静電容量を形成する領域を指す。ここでの所望の静電容量とは、短絡部４０が備えるインダクタンスと第３周波数において並列共振を生じさせる静電容量である。第３周波数動作領域の面積が、請求項に記載の第３周波数の信号にとっての対向導体板の電気的な面積に相当する。
　なお、第２周波数は第１周波数よりも高い周波数であって、第３周波数は第２周波数よりも高い周波数とする。例えば第１周波数は７５０ＭＨｚ、第２周波数は１７００ＭＨｚ、第３周波数は２１００ＭＨｚとする。
　スロット３１Ａ、３１Ｂは、第２周波数で共振し、かつ、第１周波数、第３周波数において共振しない長さを有する直線状のスロット（切り抜き部分）であって、当該スロット３１Ａ、３１Ｂによって形成される第２周波数動作領域が、第２周波数において短絡部４０が備えるインダクタンスと並列共振する面積となる位置に配置される。ここでは、一例として、スロット３１Ａ、３１Ｂを、短絡部４０に対して対称となるように配置する。
　より具体的には、スロット３１Ａを、Ｘ軸に平行であって、かつ、その垂直二等分線が短絡部４０を通るように配置する。また、スロット３１Ｂは、短絡部４０に対してスロット３１Ａと対称となる位置に配置する。
　また、スロット３２Ａ、３２Ｂは、第３周波数で共振し、且つ、第１周波数、第２周波数においては共振しない長さを有するスロットであって、当該スロット３２Ａ、３２Ｂによって形成される第３周波数動作領域が、第３周波数において短絡部４０が備えるインダクタンスと並列共振する面積となる位置に配置される。ここでは、スロット３２Ａ、３２Ｂを、スロット３１Ａ、３１Ｂよりも短絡部４０側の領域に、互いに対向し、且つ、短絡部４０に対して対称となるように配置する。
　より具体的には、スロット３２Ａを、スロット３１Ａに平行であって、かつ、その垂直二等分線が短絡部４０を通り、かつ、スロット３２Ａから短絡部４０までの距離が、スロット３２Ａから短絡部４０までの距離よりも短くなるように配置する。また、スロット３２Ｂは、短絡部４０に対してスロット３２Ａと対称となる位置に配置する。なお、スロット３２Ａ、３２Ｂが、スロット３１Ａ、３１Ｂよりも短い理由は、スロット３２Ａ、３２Ｂの方が、より高い周波数を対象としたスロットであるからである。
　このような構成によれば、対向導体板３０は、複数種類の周波数に対応するスロット３１Ａ、３１Ｂ、３２Ａ、３２Ｂによって、各周波数に応じた動作領域が形成される。つまり、アンテナ装置１０１は、第１周波数、第２周波数、第３周波数のそれぞれに対応する３つの動作領域を対向導体板３０上に形成する。
　図１２は、各動作領域の境界部（つまり縁部）を示す概念図である。第１周波数動作領域は、前述の通り、対向導体板３０の全体であって、第１周波数動作領域の縁部Ｂｒ１（図１２中の破線）は、対向導体板３０の縁部に略一致する。第２周波数動作領域は、スロット３１Ａ、３１Ｂによって限定される対向導体板３０の一部に形成され、その縁部Ｂｒ２（図１２中の一点鎖線）は、例えば、図１２に示すように、スロット３１Ａ、３１Ｂに沿う部分と、対向導体板３０の縁部の一部を含む。第３周波数動作領域は、スロット３２Ａ、３２Ｂによって限定される対向導体板３０の一部に形成され、その縁部Ｂｒ３（図１２中の二点鎖線）は、例えば、図１２に示すように、スロット３２Ａ、３２Ｂに沿う部分と、対向導体板３０の縁部の一部を含む。なお、図１２では、便宜上、各縁部Ｂｒ１～３を示す線をずらして示しているが、実際には重なっていると想定される。
　この変形例１のアンテナ装置１０１における、周波数毎の電圧定在波比（ＶＳＷＲ）を図１３に示す。図１３に示すようにこの変形例１の構成によれば、第１周波数、第２周波数、第３周波数の何れにおいても、ＶＳＷＲが約２以下となっており、実用上の許容範囲内（通常３以下）の性能を有することを示している。
　なお、図１４は第１周波数における水平方向（ＸＹ平面方向）の指向性を、図１５は第２周波数における水平方向の指向性を、図１６は第３周波数における水平方向の指向性を、それぞれ表している。
　図１４～図１６に示すように、この変形例１の構成によれば何れの周波数にもおいても、水平面の全方位に、同程度の利得で垂直偏波を放射することができる。なお、図１４～図１６を比較すれば分かるように、周波数が高くになるにつれて、Ｙ軸方向の利得がＸ軸方向の利得に対してわずかに低減していく。これは、本実施形態においては、より高い周波数ほど、その周波数において並列共振させるためのスロットを、Ｙ軸方向において短絡部４０側に配置しているためである。
　すなわち、周波数が高くなるほど、Ｙ軸方向において動作領域の縁部の外側に存在する対向導体板３０の面積が大きくなるため、Ｙ軸方向においては利得が抑制される傾向がある。一方、Ｘ軸方向においては、いずれの周波数においても、対向導体板３０の縁部が動作領域の縁部となる。つまり、Ｘ軸方向においては垂直偏波の空間への放射を妨げる部材が存在しないため、周波数の増加に伴う利得の低下は、Ｙ軸方向に比べて小さい。
　もちろん、このような現象は、スロット３１Ａ、３１Ｂ、３２Ａ、３２Ｂの配置による影響が大きい。各スロットの配置によっては、周波数が高くなるほどＹ軸方向の利得が低下するとは限らない。
　なお、ここでは一例として、第３周波数用のスロット３２Ａ、３２Ｂを、第２周波数用のスロット３１Ａ、３１Ｂよりも短絡部４０側に設ける構成を例示したが、これに限らない。これらの位置関係は入れ替えてもよい。つまり、第２周波数用のスロット３１Ａ、３１Ｂを、第３周波数用のスロット３２Ａ、３２Ｂよりも短絡部４０側に設けてもよい。そのような態様によっても、各スロットの長さ及び位置を調整することで、同様の効果を奏することができることが確認されている。
　ただし、第３周波数を対象とするスロット３２Ａ、３２Ｂが、相対的に低い第２周波数の垂直電界の伝搬に与える影響に比べて、第２周波数を対象とするスロット３１Ａ、３１Ｂが、相対的に高い第３周波数の垂直電界の伝搬に与える影響は大きい。したがって、短絡部４０から第３周波数用のスロット３２Ａ、３２Ｂの間に、第２周波数用のスロット３１Ａ、３１Ｂを設けてしまうと、第３周波数における垂直電界の伝搬を、第２周波数用のスロット３１Ａ、３１Ｂが阻害する恐れが生じてしまう。
　したがって、図１１に示すように、第３周波数用のスロット３２Ａ、３２Ｂを、第２周波数用のスロット３１Ａ、３１Ｂよりも短絡部４０側に設ける構成の方が好ましい。すなわち、３つ以上の周波数を送受信の対象とする場合であって、各周波数に対応するスロットを、互いに対向するように一列に配置する場合には、相対的に短いスロットほど短絡部４０側に配置することが好ましい。
　＜変形例２＞
　以上では、対向導体板３０を正方形状とした態様を例示したが、これに限らない。対向導体板３０は、図１７、図１８に示すように円形状であってもよい。また、上述の実施形態では、スロット３１Ａ、３１Ｂ、３２Ａ、３２Ｂを対向導体板３０の縁部に対して平行（略平行を含む）に配置する態様を例示したが、これに限らない。種々のスロットは、地板１０と対向導体板３０との間に発生する垂直電界の進行方向に対して直交する成分を備えるように設けられていれば良い。また、図１７、図１８に示すように、スロットの全区間が対向導体板３０の縁部と平行となっている必要もない。
　＜変形例３＞
　また、以上でも述べたように、種々のスロット（例えばスロット３１Ａ）は、地板１０と対向導体板３０との間に発生する垂直電界の進行方向に対して直交する成分を備えるように設けられていれば良い。したがって、図１９に示すように、直線状のスロット３１は、垂直電界の進行方向に対して所定の角度（例えば４５度）を為すように設けられていても良い。
　なお、ここで図示するスロット３１は、前述のスロット３１Ａなどと同様に、所望の周波数において共振することで、対向導体板３０において地板１０との間で静電容量を形成する範囲を限定するためのスロットである。
　また、スロット３１０は、地板１０と対向導体板３０との間に発生する垂直電界の進行方向に対して直交する成分を備えないように配置された場合の例である。このように、スロット３１０の長手方向が垂直電界の進行方向に沿うように（平行に）設けられている場合、対向導体板３０において電流や電圧が分布する範囲を限定する効果が生じない。
　＜変形例４＞
　また、以上では１つの周波数（例えば第２周波数）に対するスロットを、短絡部４０に対して対称となるように２つ設ける態様を例示したが、これに限らない。例えば図２０、図２１に示すように、第２周波数の電波を送受信させるために対向導体板３０に設けられるスロット３１は、１つでもよく、さらに、そのスロット３１は、対向導体板３０の縁部と連結していてもよい。
　スロット３１の長さ及び短絡部４０に対する相対位置は、地板１０と対向導体板３０との間に発生する垂直電界の進行方向に対して直交する成分を備え、その直交成分によって、対向導体板３０において地板１０との間で所望の静電容量を形成する限りにおいて、適宜決定されればよい。
　なお、実施形態や変形例１及び変形例２において、或る周波数の電波を送受信するためのスロットを、短絡部４０に対して対称となるように２つ設けていた理由は、指向性の偏りを抑制するためである。すなわち、指向性の偏りを抑制するという観点からは、スロットは、対象とする周波数毎に、短絡部４０に対称となるように２つ設けることが好ましい。
　＜変形例５＞
　また、図２２、図２３に示すように、第２周波数で共振する長さを有するスロットを３つ以上設けても良い。それらのスロットは第２周波数において対向導体板３０が地板１０と所望の静電容量を形成するように配置されればよい。なお、図２２、図２３の例では、第２周波数で共振する長さを有する４つのスロット３１Ｃ～３１Ｆを対向導体板３０に設けた構成を例示している。
　＜変形例６＞
　さらに、各スロットは図２４に示すように、図２３に示すように、Ｃ型状となっていてもよい。このＣ型状のスロット３１Ｇ～３１Ｊは、複数の直線状のスロットを連結させた形状であってもよいし、曲線部分を含む形状であってもよい。
　なお、図２４及び図２５では、スロット３１Ｇ～３１Ｊのそれぞれを対向導体板３０の縁部と所定の間隔をおいて並行となるように配置した例を示しているが、これに限らない。スロット３１Ｇ～３１Ｊのそれぞれは、対向導体板３０の縁部と平行となっていなくても良い。
　＜変形例７＞
　図２６、図２７に示す対向導体板３０は、変形例５の構成（図２２、図２３参照）をさらに発展させた態様である。つまり、変形例５では、第１周波数と第２周波数の２つの周波数を送受信の対象とする構成であったのに対し、図２６、図２７は、第１周波数、第２周波数、及び第３周波数の合計３つの周波数を送受信の対象とする構成である。
　例えば、図２６、図２７に示す対向導体板３０が備える複数のスロットのうち、相対的に長く、短絡部４０から離れた位置に設けられている４つのスロットが、第２周波数動作領域を形成するためのスロットである。また、相対的に短く、短絡部４０から相対的に近い位置に設けられている４つのスロットが、第３周波数動作領域を形成するためのスロットである。
　＜変形例８＞
　図２８、図２９、図３０、図３１に示す対向導体板３０は、変形例６の構成（図２４、図２５参照）をさらに発展させた態様である。つまり、変形例６では、第１周波数と第２周波数の２つの周波数を送受信の対象とする構成であったのに対し、図２８～図３１に示す対向導体板３０は、第１周波数、第２周波数、及び第３周波数の合計３つの周波数を送受信の対象とする構成である。
　例えば、図２８～図３１のそれぞれに示す対向導体板３０が備える複数のスロットのうち、相対的に短絡部４０から遠い側に設けられている２つの互いに対向するスロットが、第２周波数動作領域を形成するためのスロットである。また、相対的に短絡部４０から近い側の２つのスロットが第３周波数動作領域を形成するためのスロットに該当する。
　なお、図２８、図２９においては、第２周波数動作領域を形成するための２つのスロットと、第３周波数動作領域を形成するための２つスロットを、何れも短絡部４０を通る同一直線上に並ぶように配置する態様を例示している。また、図３０、図３１においては、第２周波数動作領域を形成するための２つのスロットが並ぶ方向と、第３周波数動作領域を形成するための２つスロットが並ぶ方向とが直交するように、それぞれのスロットを配置した例を示している。
　ここで、図２８、図２９に示す構成においては、短絡部４０から第２周波数用のスロットまでの間に、第３周波数用のスロットが存在する。このため、短絡部４０から第２周波数用のスロットに向かう垂直電界の伝搬が、第３周波数用のスロットによって若干阻害され、第２周波数における利得を低下させる恐れがある。
　一方、図３０、図３１に示す構成においては、短絡部４０から第２周波数用のスロットまでの間に、第３周波数用のスロットは存在しない。このため、短絡部４０から第２周波数用のスロットに向かう垂直電界の伝搬が、第３周波数用のスロットによって阻害される恐れを低減することができる。
　つまり、３つ以上の周波数を送受信の対象とするために、対向導体板３０にそれぞれの周波数に対応するスロットを設ける場合には、各周波数用のスロットを、短絡部４０から他の周波数用のスロットまでの間に存在しないように配置することが好ましい。
　＜変形例９＞
　図３２及び図３３は、図２８、及び図２９の構成において、或る周波数用のスロットを直線状にした構成を例示する図である。このような構成においても、各スロットの長さ及び位置を、上述した条件を満たすように設計することで、上述した効果を奏することができる。
　＜第２の実施形態＞
　次に、本開示に係る第２の実施形態（以降、実施形態２とも称する）について、図を用いて説明する。図３４は、実施形態２におけるアンテナ装置１０２の平面図である。また、図３５は、図３４に示すアンテナ装置１０２の、短絡部４０を通ってＹ軸に平行な直線における断面の模式図である。
　図３４、図３５に示すように、実施形態２のアンテナ装置１０２は、対向導体板３０ではなく、地板１０に実施形態１で述べたスロット３１Ａ、３１Ｂに相当するスロット１１Ａ、１１Ｂを備える。このような構成においても、前述の実施形態１と同様の効果を奏することができる。
　また、実施形態２の構成にも、前述の種々の変形例１～９の概念を適用したり、組み合わせたりすることができる。つまり、地板１０に複数のスロットを設けたり、その形状を様々な形状に変更したりすることができる。
　＜第３の実施形態＞
　次に、本開示に係る第３の実施形態（以降、実施形態３とも称する）について説明する。実施形態３のアンテナ装置１０３は、実施形態１、実施形態２、及び種々の変形例で述べたスロットと同様の効果を奏する金属板を、地板１０と対向導体板３０の間の層に備える。つまり、地板１０及び対向導体板３０の少なくとも何れか一方にスロットを設けるのではなく、地板１０と対向導体板３０の間の層に設けた金属板によって、短絡部４０から対向導体板３０の縁部に向かう垂直電界の伝搬を妨害し、対向導体板３０において地板１０との間で静電容量を形成する範囲を限定させる点において前述の種々の実施形態及び変形例と異なる。
　以下、この実施形態３におけるアンテナ装置１０３の構成について図を用いて説明する。なお、ここで例示するアンテナ装置１０３は、説明簡略化のため、第１周波数と第２周波数の２種類の周波数を送受信の対象とするアンテナ装置とする。つまり、地板１０と対向導体板３０の間に設けられた金属板は、第１周波数の電波を送受信可能なアンテナ装置に第２周波数の電波を送受信させるために付加される要素である。
　図３６は、実施形態３におけるアンテナ装置１０３の平面図である。図３７は、図３６に示す３７－３７線における断面の模式図であり、図３８は、図３６に示す３８－３８線における断面の模式図である。なお、図３７，図３８に示す模式図においては、実施形態３の特徴の１つである金属板６１、６２の位置を明示するため、支持部２０を破線で示す。
　図３６～図３８に示すように、本実施形態におけるアンテナ装置１０３は、所定の長さを有する直線状の金属板６１，６２を短絡部４０に対して対称な位置に、その長手方向が、短絡部４０から対向導体板３０の縁部に向かう方向に対して直交するように備える。この金属板６１、６２が請求項に記載の導体物に相当する。
　金属板６１、６２の長さ、厚み、短絡部４０に対するＸＹ平面方向における位置、及び、Ｚ軸方向における対向導体板３０からの離隔は、上述したスロットと同様の効果を奏するように、適宜設計されれば良い。例えば、金属板６１、６２の長手方向の長さは、前述のスロットと同様に、電気的に第２波長の半波長となる長さを基準とし、短絡部４０からの距離に応じて適宜調整されればよい。
　金属板６１、６２の厚みについても適宜設計されればよい。ただし、厚みを大きくすると、第１周波数における垂直電界の伝搬を妨害する恐れが生じるため、薄いほうが好ましい。また、開示者らは種々の試験によって、金属板６１、６２を地板１０及び対向導体板３０の何れかに接近させると、第２周波数での垂直電界の伝搬を妨害する効果が弱まることを確認した。したがって、金属板６１、６２は、Ｚ軸方向においては、地板１０と対向導体板３０の中間に位置するように配置されることが好ましい。
　金属板６１、６２の短絡部４０に対するＸＹ平面における相対的な位置は、当該金属板６１、６２によって、対向導体板３０が地板１０と形成する静電容量が、短絡部４０が備えるインダクタンスと並列共振する値となるように決定されればよい。
　以上で述べたアンテナ装置１０３は、例えば、２つのプリント基板２１、２２を用いて実現されれば良い。つまり、地板１０の上に配置されたプリント基板２２の上に、片方の面に対向導体板３０を備え、他方の面に金属板６１、６２を配置したプリント基板２１を、金属板６１、６２を設けられている面が、プリント基板２２の地板１０が設けられていない側の面に接触するように積層することで実現されれば良い。この場合、プリント基板２１、２２が支持部２０に相当する。また、金属板６１、６２が内蔵された１つのプリント板を用いて実現してもよい。
　なお、上述した金属板６１，６２に代わって、図３９、図４０に示すように、地板１０と接続された金属体７１、７２を用いてもよい。このような態様においても、金属体７１の長さ、厚さ、位置などを適宜調整することで、同様の効果を奏させることができる。なお、図３９は、図３７に対応するであり、図４０は、図３８に対応する図である。図３９、図４０において支持部２０は省略している。
　例えば、金属体７１、７２の長手方向の長さは、前述のスロットと同様に、電気的に第２波長の半波長となる長さを基準とし、短絡部４０からの距離に応じて適宜調整されればよい。金属体７１、７２の厚みについても適宜設計されればよい。厚みを大きくするほど、つまり、対向導体板３０との間に生じる間隙が小さくなるほど、垂直電界の伝搬を妨害する効果が強くなる。ただし、厚みを大きくし過ぎると、第１周波数での垂直電界の伝搬も妨害してしまう。したがって、金属体７１、７２の厚みは、第１周波数での垂直電界の伝搬も妨害せず、かつ、第２周波数での垂直電界の伝搬を妨害する値とすることが好ましい。
　地板１０において金属体７１、７２を設ける位置は、当該金属体７１、７２によって、対向導体板３０が地板１０と形成する静電容量が、短絡部４０が備えるインダクタンスと並列共振する値となるように決定されればよい。
　また、図３９、４０に示す金属体７１、７２に代わって、図４１、図４２に示すように、地板１０に、その一部を対向導体板３０の方向に所定の高さだけ凸状に隆起させた凸部１２Ａ、１２Ｂを設けることによって、図３９，図４０と同様の効果を奏させても良い。金属体７１、７２及び凸部１２Ａ、１２Ｂが請求項に記載の金属パターンに相当する。
　さらに、実施形態３の構成においても、前述の種々の変形例１～９の概念を適用したり、組み合わせたりすることができる。つまり、対向導体板３０と地板１０との間に複数の金属板を設けたり、その形状を様々な形状に変更したりすることができる。また、地板１０に複数の金属体や凸部を設けたり、その形状を様々な形状に変更したりすることができる。
　以上で述べた種々のスロットや、金属板、金属体、凸部が請求項に記載の電界妨害素子に相当する。特に、第２周波数における垂直電界の進行を妨害するためのスロットや、金属板、金属体、凸部が、請求項に記載の第２周波数用電界妨害素子に相当する。また、第３周波数における垂直電界の進行を妨害するためのスロットや、金属板、金属体、凸部が、請求項に記載の第３周波数用電界妨害素子に相当する。
　また、スロットや金属板など、種々の態様で実現される電界妨害素子は、対向導体板３０に設けられていても良いし、地板１０に設けられていても良い。さらに、対向導体板３０と地板１０の間に設けられていても良い。
　また、複数種類の態様で実現される電界妨害素子を組み合わせて用いても良い。例えば、地板１０に第２周波数動作領域を形成するための凸部１２Ａ、１２Ｂを設け、対向導体板３０に第３周波数動作領域を形成するためのスロット３２Ａ、３２Ｂを設ける態様としてもよい。
　本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

 

Claims (10)

  1. 　地板（１０）と、
    　前記地板と所定の間隔をおいて平行に設置された平板状の導体部材である対向導体板（３０）と、
    　前記対向導体板の中央部に設けられ、前記対向導体板と前記地板とを電気的に接続する短絡部（４０）と、
    　前記対向導体板に給電するための給電線と前記対向導体板とを電気的に接続する給電点（５１）と、を備え、
    　前記対向導体板の面積は、所定の第１周波数において前記短絡部が備えるインダクタンスと並列共振を生じさせる静電容量を形成する面積となっており、
    　前記対向導体板、前記地板、及び前記対向導体板と前記地板との間の何れかに、前記第１周波数よりも高い第２周波数において、前記短絡部から前記対向導体板の外縁部に向かう、前記地板に対して垂直な電界の伝搬を妨げ、且つ、前記第１周波数における前記電界の伝搬を妨げない少なくとも１つの第２周波数用電界妨害素子（３１、３１Ａ、３１Ｂ、１１Ａ、１１Ｂ、６１、６２、７１、７２）を備え、
    　前記第２周波数用電界妨害素子は、前記第２周波数の信号にとっての前記対向導体板の電気的な面積が、前記短絡部が備えるインダクタンスと前記第２周波数において並列共振する静電容量を形成する面積となるように配置されているアンテナ装置。
  2. 　請求項１において、
    　２つの前記第２周波数用電界妨害素子を備え、２つの前記第２周波数用電界妨害素子はそれぞれ前記短絡部に対して互いに対称な位置に設けられているアンテナ装置。
  3. 　請求項１又は２において、
    　前記対向導体板、前記地板、及び前記対向導体板と前記地板との間の何れかに、前記第２周波数よりも高い第３周波数における前記電界の伝搬を妨げ、且つ、前記第１周波数及び前記第２周波数における前記電界の伝搬を妨げない少なくとも１つの第３周波数用電界妨害素子（３２Ａ、３２Ｂ）を備え、
    　前記第３周波数用電界妨害素子は、前記第３周波数の信号にとっての前記対向導体板の電気的な面積が、前記短絡部が備えるインダクタンスと前記第３周波数において並列共振する静電容量を形成する面積となるように配置されているアンテナ装置。
  4. 　請求項３において、
    　２つの前記第３周波数用電界妨害素子を備え、２つの前記第３周波数用電界妨害素子はそれぞれ前記短絡部に対して互いに対称な位置に設けられているアンテナ装置。
  5. 　請求項４おいて、
    　前記第３周波数用電界妨害素子と前記短絡部との間には、前記第２周波数用電界妨害素子を設けないアンテナ装置。
  6. 　請求項５において、
    　前記第２周波数用電界妨害素子と前記短絡部との間に、前記第３周波数用電界妨害素子を設けることをアンテナ装置。
  7. 　請求項５又は６の何れか１項において、
    　前記第１周波数、前記第２周波数、前記第３周波数を含む３種類以上の周波数の電波のそれぞれを、送信及び受信の少なくとも何れか一方の対象とするアンテナ装置であって、
    　前記第１周波数が複数の前記周波数のうち、最も低い周波数であって、
    　複数の前記周波数のうちの前記第１周波数以外の周波数毎に、その周波数における前記電界の伝搬を妨げ、且つ、複数の前記周波数のうちの他の前記周波数における前記電界の伝搬を妨げない少なくとも１つの電界妨害素子を備え、
    　前記電界妨害素子は、その電界妨害素子が対象とする周波数の信号にとっての前記対向導体板の電気的な面積が、前記短絡部が備えるインダクタンスと並列共振する静電容量を形成する面積となるように配置されているアンテナ装置。
  8. 　請求項７において、
    　複数の前記電界妨害素子の少なくとも１つは、前記対向導体板又は前記地板に設けられたスロットであって、
    　前記スロットは、当該スロットが対象とする周波数において共振する長さを備え、かつ、前記短絡部から前記対向導体板の外縁部に向かう方向に直交する成分を備えるアンテナ装置。
  9. 　請求項７において、
    　複数の前記電界妨害素子の少なくとも１つは、前記対向導体板と前記地板との間に設けられた導体物であるアンテナ装置。
  10. 　請求項７において、
    　複数の前記電界妨害素子の少なくとも１つは、前記地板に設けられた、前記対向導体板と前記地板との間隔を調整する金属パターンであるアンテナ装置。

     
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