WO2023233814A1 - アンテナ装置 - Google Patents

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WO2023233814A1
WO2023233814A1 PCT/JP2023/014083 JP2023014083W WO2023233814A1 WO 2023233814 A1 WO2023233814 A1 WO 2023233814A1 JP 2023014083 W JP2023014083 W JP 2023014083W WO 2023233814 A1 WO2023233814 A1 WO 2023233814A1
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WO
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antenna
antenna device
section
power feeding
feeding path
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/014083
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
あや 黒川
博之 谷
学 五閑
拓磨 池田
勇気 田中
Original Assignee
パナソニックホールディングス株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/24—Combinations of antenna units polarised in different directions for transmitting or receiving circularly and elliptically polarised waves or waves linearly polarised in any direction
    • H01Q21/26—Turnstile or like antennas comprising arrangements of three or more elongated elements disposed radially and symmetrically in a horizontal plane about a common centre
    • 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
    • H01Q9/30—Resonant antennas with feed to end of elongated active element, e.g. unipole
    • H01Q9/42—Resonant antennas with feed to end of elongated active element, e.g. unipole with folded element, the folded parts being spaced apart a small fraction of the operating wavelength

Definitions

  • the present disclosure relates to an antenna device.
  • a sensor system that uses RFID (radio frequency identifier) as a communication unit cannot spontaneously transmit communication radio waves, so it consumes low power and can utilize energy harvesting as a power source.
  • RF energy harvesting uses wireless power as part or all of the power source. This makes it possible to realize a sensor terminal that is wireless and does not require battery replacement.
  • the wireless power distributed in the environment varies greatly depending on the distance from the transmitter, reflection, interference, etc., and this becomes a problem when applying wireless power to sensor terminals. Therefore, it is required to realize highly efficient sensor driving by RF energy harvesting using a power management configuration.
  • Distributed power supply is one of the methods of wireless power transmission. This technology places multiple antennas on the ceiling and controls the phase of each antenna to lower human exposure levels and deliver high power in a pinpoint manner. In order to realize this technology, it is necessary to efficiently transmit power from a power transmitter, and it is also necessary to design a small and highly efficient antenna.
  • Patent Document 1 describes an inverted F antenna provided on one of two orthogonal sides of a rectangular ground conductor plate, a dipole antenna provided on the other side, and open ends of both antennas.
  • a circularly polarized antenna having an EM feeder disposed opposite to each other.
  • This technology uses a single-point EM feeding section to feed an inverted F antenna ( ⁇ /4 type) and a dipole antenna ( ⁇ /2 type) that are orthogonally arranged on a sheet metal, thereby creating a circularly polarized antenna. We aim to make it smaller and more efficient.
  • the performance required of antennas for wireless power transmission is that they must be small so that multiple antennas can be placed on the ceiling, be highly efficient to increase power efficiency, and be circular because the orientation of the receiving antenna is random.
  • Examples include polarization directivity and an antenna pattern suitable for distributed feeding.
  • the radiation pattern of an antenna suitable for distributed feeding has a secant square characteristic in which radio waves radiated in a straight direction are small and radio waves radiated at both ends are large.
  • the secant square characteristic is similar to the cosecant square beam in radar and base station antennas, since the only difference is how ⁇ is taken.
  • a conical beam is considered to be effective in reproducing this secant square characteristic.
  • the radiation pattern of conventional circularly polarized antennas is often elliptically polarized, and the radiation direction of radio waves is often biased. Furthermore, there is a problem in that the antenna is too large to be used as an antenna for distributed power feeding.
  • An object of the present disclosure is to provide an antenna device that can be miniaturized and have wide directivity.
  • the antenna device includes: a flat first element; a second element having a plate-shaped portion provided in parallel with the first element; Equipped with The plate-shaped portion is three or more power feeding path sections extending radially from the central power feeding section; three or more antenna parts extending from the ends of the three or more power feeding path parts and connected to the ground part of the first element; Equipped with.
  • FIG. 1 is a diagram showing an antenna device according to an embodiment of the present disclosure. It is a figure showing a 1st element.
  • FIG. 3 is a diagram showing return loss characteristics of the antenna device according to the present embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram showing a linear polarization pattern of the antenna device according to the present embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram showing the axial ratio characteristics of the antenna device according to the present embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram showing the directivity characteristics of the antenna device according to the present embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram showing an antenna device in which a first element is grounded to concrete.
  • 8 is a diagram showing return loss characteristics of the antenna device shown in FIG. 7.
  • FIG. 8 is a diagram showing the axial ratio characteristics of the antenna device shown in FIG. 7.
  • FIG. 7 is a diagram showing the axial ratio characteristics of the antenna device shown in FIG. 7.
  • FIG. 8 is a diagram showing the directivity characteristics of the antenna device shown in FIG. 7.
  • FIG. FIG. 3 is a diagram showing an antenna device in which a first element is grounded to a metal foil.
  • 12 is a diagram showing return loss characteristics of the antenna device shown in FIG. 11.
  • FIG. 12 is a diagram showing the axial ratio characteristics of the antenna device shown in FIG. 11.
  • FIG. 12 is a diagram showing the directivity characteristics of the antenna device shown in FIG. 11.
  • FIG. It is a figure which shows the example which uses the 2nd element of an antenna device as a board
  • 16 is a diagram showing a plate-like portion of the antenna device shown in FIG. 15.
  • FIG. 16 is a diagram showing a connection part of the antenna device shown in FIG. 15.
  • FIG. 16 is a diagram showing a first element of the antenna device shown in FIG. 15.
  • FIG. 16 is a diagram showing the return loss characteristics shown in FIG. 15.
  • FIG. 16 is a diagram showing the axial ratio characteristics of the antenna device shown in FIG. 15.
  • FIG. 16 is a diagram showing the directivity characteristics of the antenna device shown in FIG. 15.
  • FIG. 1 is a diagram showing an antenna device 100 according to an embodiment of the present disclosure. Note that the embodiment will be described using an orthogonal coordinate system (X, Y, Z). The figures to be described later are also shown using a common orthogonal coordinate system (X, Y, Z).
  • the antenna device 100 is installed on an XY plane (horizontal plane) defined by an X axis and a Y axis that are orthogonal to each other. That is, the X direction and the Y direction are parallel to the horizontal direction, and the Z direction is perpendicular to the horizontal direction.
  • XY plane horizontal plane
  • the antenna device 100 is, for example, a power transmission antenna used in a wireless power transmission system, and emits a circularly polarized conical beam.
  • Antenna device 100 includes a first element 110 and a second element 120.
  • the first element 110 is a flat conductor plate configured in a circular shape, and is a part that is attached to the installation location of the antenna device 100.
  • a coaxial cable connector for supplying power is connected to the center P of the first element 110, and it is possible to send current to a power feeding section 121A of the second element 120, which will be described later.
  • the first element 110 is provided with a grounding portion 111 connected to the ground.
  • the grounding parts 111 are connection parts with the second element 120, and four grounding parts 111 are provided at positions corresponding to the outer edge of the first element 110. Note that each ground portion 111 may be connected on the first element 110.
  • the four grounding parts 111 are arranged so that the intervals between two adjacent grounding parts 111 are equal.
  • the interval between two adjacent grounding portions 111 is such that the angle formed by the line connecting each grounding portion 111 and the center P of the first element 110 is the same angle (90 degrees in this embodiment). ) is the interval.
  • the range of the same angle includes not only completely the same angle but also a minute range of angles (for example, 1 or 2 degrees).
  • the first element 110 has a first element side antenna section 112.
  • a total of four first element side antenna sections 112 are provided corresponding to each of the four ground sections 111, and have a first section 112A and a second section 112B. Note that since each first element side antenna section 112 has the same shape, only one first element side antenna section 112 will be explained below, and explanations of the other first element side antenna sections 112 will be omitted.
  • the first portion 112A extends from a position corresponding to the grounding portion 111 along the outer edge of the first element 110, for example in the counterclockwise direction in FIG. 2.
  • the first portion 112A extends to a position corresponding to the front side of the grounding portion 111 adjacent to the grounding portion 111 at the base end position in the counterclockwise direction.
  • the second portion 112B extends linearly toward the center of the first element 110 from the end of the first portion 112A at the base end position opposite to the grounding portion 111.
  • the second portion 112B extends to a position corresponding to the front side of the center of the first element 110.
  • the length of the first element side antenna section 112 is one quarter of the wavelength of the radio waves radiated by the antenna device 100. Note that the length of the first element side antenna section 112 may be set as appropriate depending on the wavelength emitted by the antenna device 100.
  • the first element side antenna part 112 is formed by forming a notch part 113 in the first element 110.
  • the notch 113 is a part where the first element 110 is cut out so that the first element side antenna part 112 has a first end corresponding to the grounding part 111 and a second end that is a free end. be.
  • the notch part 113 is formed along the first element side antenna part 112 so that there is a substantially constant distance between the first element side antenna part 112 and the first elements 110 other than the first element side antenna part 112. ing. Note that the notch portion 113 is provided for each first element side antenna portion 112, and all have the same shape.
  • the first element side antenna part 112 having a certain length from the part corresponding to the grounding part 111 by the notch part 113, a part of the first element 110 is made to function as an antenna. be able to.
  • the width of the notch portion 113 is appropriately set to a length that does not affect the impedance in the antenna device 100 (for example, 2 mm when the width of the first element side antenna portion 112 is 4 mm).
  • the second element 120 is provided on the + side of the first element 110 in the Z direction, and has the function of feeding power to the antenna device 100 and the function of an antenna.
  • the second element 120 has a plate-like portion 121 and a connecting portion 122.
  • the plate-shaped portion 121 is arranged parallel to the first element 110 and spaced apart from the first element 110. Therefore, an air layer is provided between the first element 110 and the second element 120. Note that the range of parallelism includes not only completely parallel, but also a slight inclination (for example, about 1 or 2 degrees).
  • the plate-shaped portion 121 has a circular outline and has the same outer diameter as the circular shape of the first element 110. That is, the plate-like portion 121 has the same outline as the first element 110.
  • the plate-shaped portion 121 includes a power feeding portion 121A, a power feeding path portion 121B, and an antenna portion 121C.
  • the power feeding section 121A is a central portion of the plate-shaped portion 121, and is a portion to which power is fed to the antenna device 100.
  • the power feeding section 121A is located at the same position as the center P of the first element 110 in the X direction and the Y direction, and feeds the current sent via the coaxial cable connected to the first element 110 to the antenna section 121C. do.
  • the power feeding path portion 121B is a portion extending radially from the power feeding portion 121A, and constitutes a path for feeding power to the antenna portion 121C.
  • a total of four power supply path sections 121B are provided, and each has the same shape.
  • the four power feeding path portions 121B are provided so that the angles formed by two adjacent power feeding path portions 121B are the same angle (90 degrees in this embodiment). Note that the range of the same angle includes not only completely the same angle but also a minute range of angles (for example, 1 or 2 degrees).
  • the antenna section 121C is a section that functions as part of the antenna on the second element 120 side by being fed with power from the power feeding section 121A.
  • the antenna section 121C is provided in each of the four power feeding path sections 121B, and each has the same shape.
  • the antenna section 121C has a straight section C1 and an arc section C2.
  • the straight line portion C1 extends from the end of the power feeding path portion 121B in a direction perpendicular to the power feeding path portion 121B.
  • each linear portion C1 extends toward the side where the power feeding path portion 121B located downstream in the counterclockwise direction of the power feeding path portion 121B corresponding to the base end extends so as not to interfere with each other.
  • the arc portion C2 is connected to the end of the straight portion C1 on the opposite side to the power feeding path portion 121B, and is configured in an arc shape.
  • the arc of the arc portion C2 is configured to be approximately the same as the arc of the first element 110.
  • the arcuate portion C2 is arranged, for example, so as to overlap the outer edge of the first element 110 when viewed from the Z direction.
  • the arc portion C2 extends in the counterclockwise direction (counterclockwise direction on the XY plane in FIG. 1) from the end of the straight portion C1 to a position corresponding to the grounding portion 111 of the first element 110. Note that the arc portion C2 may be disposed offset from the outer edge of the first element 110.
  • the connecting portion 122 is a portion that connects the antenna portion 121C and the ground portion 111 of the first element 110, and is a portion that functions as a part of the antenna on the second element 120 side.
  • the connecting portion 122 is provided perpendicularly to the antenna portion 121C.
  • the connecting portion 122 extends from the end of the arcuate portion C2 of the antenna portion 121C on the side opposite to the end on the straight portion C1 side (power feeding path portion 121B side) toward the ⁇ side in the Z direction, and is connected to the grounding portion 111. be done.
  • the vertical range includes not only a completely vertical range (90 degrees) but also a range slightly deviated from 90 degrees (for example, about 1 or 2 degrees).
  • the second element 120 configured in this way, power is supplied to the antenna section 121C and the connection section 122 via the power supply section 121A and the power supply path section 121B, so that the antenna section 121C and the connection section 122 are connected to the second element side. It functions as an antenna (hereinafter referred to as the second element side antenna section).
  • the length of the second element side antenna section (the sum of the lengths of the antenna section 121C and the connection section 122) is one-fourth of the wavelength of the radio waves radiated by the antenna device 100.
  • the connecting portion 122 can be set to about 25 mm. Note that as long as the length of the second element side antenna section is one quarter of the wavelength of the radio wave, the length of the connecting section 122 and the length of the antenna section 121C can be adjusted as appropriate.
  • Radio waves are radiated from the second element side antenna section that is powered. Specifically, a current flows in the antenna section 121C in a direction parallel to the X direction and the Y direction (horizontal direction), and ⁇ waves parallel to the horizontal direction are radiated. Further, a current flows through the connection portion 122 in the Z direction (vertical direction) perpendicular to the horizontal direction, and a ⁇ wave parallel to the vertical direction is emitted.
  • the current flowing through the second element side antenna section is sent to the first element side antenna section 112 connected to the grounding section 111, and radio waves are also radiated from the first element side antenna section 112.
  • radio waves are also radiated from the first element side antenna section 112.
  • the antenna device 100 by radiating the ⁇ waves and the ⁇ waves to the same extent, it is possible to create circularly polarized waves that are close to a perfect circle.
  • the phase difference of each radio wave is They are separated by 90 degrees. Therefore, radiation in the front direction (Z direction) is canceled out, and a conical beam circularly polarized antenna that radiates significantly to the periphery (X direction and Y direction) can be constructed.
  • FIG. 3 is a diagram showing return loss characteristics of antenna device 100 according to this embodiment.
  • the horizontal axis represents frequency (GHz), and the vertical axis represents return loss characteristics (dB).
  • the resonant frequency of the antenna device 100 is polarized into an even mode peak of 920 MHz and an odd mode peak of 1.2 GHz.
  • the resonant frequency of the inverted F antenna is 2.310 GHz and the resonant frequency of the dipole antenna is 2.55 GHz, so the resonant frequency is 2.44 GHz as a circularly polarized antenna. ing.
  • the resonance frequency can be significantly reduced compared to the conventional configuration.
  • Such characteristics can contribute to miniaturization of the antenna device 100.
  • the specific band of the antenna device 100 is 5.4%. Since the specific bandwidth of a typical patch antenna is 3 to 4%, it can be seen that the specific bandwidth of the antenna device 100 according to the present embodiment has a good value compared to a typical patch antenna. Can be confirmed.
  • FIG. 4 is a diagram showing a linear polarization pattern of the antenna device 100 according to the present embodiment.
  • the solid line in FIG. 4 shows the radiation pattern of ⁇ waves, and the broken line shows the radiation pattern of ⁇ waves.
  • the difference between the ⁇ waves and ⁇ waves is within 2 dB, and it can be confirmed that the ⁇ waves and ⁇ waves are radiated to the same extent.
  • the radiation patterns of the ⁇ waves and ⁇ waves can be adjusted by changing the lengths of the first element side antenna section and the second element side antenna section.
  • FIG. 5 is a diagram showing the axial ratio characteristics of the antenna device 100 according to the present embodiment.
  • the horizontal axis is the angle (deg)
  • the vertical axis is the axial ratio (dB).
  • the axial ratio characteristics of 3 dB or less are 136.9 degrees to 205.6 degrees and 333.7 degrees to 43.3 degrees.
  • the axial ratio characteristic of the antenna device 100 according to the present embodiment is within 2 dB over a wide angular range, so that circularly polarized waves close to a perfect circle are radiated. can be confirmed. From this, it can be confirmed that better axial ratio characteristics can be obtained in the antenna device 100 according to the present embodiment compared to the conventional configuration.
  • FIG. 6 is a diagram showing the directivity characteristics of the antenna device 100 according to the present embodiment.
  • L1 shown in FIG. 6 indicates left-handed polarization, and L2 indicates right-handed polarization.
  • the antenna device 100 mainly radiates left-handed polarized waves and does not radiate right-handed polarized waves. More specifically, the arcuate portion C2 of the antenna portion 121C extends counterclockwise from the end of the straight portion C1, and the first portion 112A extends counterclockwise from the ground portion 111.
  • the antenna device 100 in the embodiment is configured to radiate left-handed polarized waves. Therefore, from the results shown in FIG. 6, it can be confirmed that the right-handed polarized wave is not radiated, so it can be confirmed that the radiation efficiency of the antenna device 100 is good without canceling the left-handed polarized wave radiation. I can do it.
  • FIG. 7 is a diagram showing the antenna device 100 in which the first element 110 is grounded to concrete C.
  • the antenna device 100 is used, for example, by grounding the first element 110 to concrete C, as shown in FIG.
  • the return loss characteristics as shown in FIG. 8 have a peak in both even and odd modes, compared to the return loss characteristics of the structure not grounded to concrete C shown in FIG. 1 (see FIG. 3). It can be seen that there is a slight shift towards the lower frequency side.
  • the length of the first element side antenna section may be finely adjusted.
  • the axial ratio characteristic is 2 dB or more near 130 degrees to 180 degrees, but it is below 3 dB, so it is within the standard range for good circular polarization over a wide area. It can be confirmed that
  • the antenna device 100 is used, for example, as shown in FIG. 11, by grounding the first element 110 to a metal foil M.
  • the return loss characteristics as shown in Figure 12, differ from the return loss characteristics of the structure grounded to concrete C shown in Figure 7 (see Figure 8), in that the resonant frequency and the even mode are shifted to the high frequency side. , it can be confirmed that the odd mode is shifted to the lower frequency side.
  • the length of the first element side antenna section may be finely adjusted.
  • the axial ratio characteristic is 2 dB or more near 0 degrees to 60 degrees, but it is below 3 dB, so it is within the range of good circular polarization in a wide area. It can be confirmed that
  • L7 in FIG. 14 indicates a portion where the radio wave radiation is the strongest
  • L9 and L10 indicate portions where the radio wave radiation intensity is 3 dB lower than L8.
  • the antenna device 100 according to the present embodiment has resistance to disturbance.
  • FIG. 15 is a diagram showing an example in which the second element 120 of the antenna device 100 is used as a substrate.
  • the plate portion 121 and the connecting portion 122 of the second element 120 can be formed into a substrate.
  • the plate portion 121 can be configured as a circular substrate 122D similar to the first element 110.
  • the connecting portion 122 can be, for example, a rectangular substrate 122A that includes the connecting portion 122 located on the opposite side to the center of the plate-like portion 121.
  • an engagement groove 122B is formed in the center of the substrate, allowing the two substrates to engage with each other.
  • a coaxial cable connector connection portion 110A is provided at the center of the first element 110.
  • a current is sent to the plate-shaped portion 121 via this connector connection portion 110A.
  • each metal part may have a shape in which copper foil is pasted on the top and bottom of the board and vias are used to establish continuity between the top and bottom.
  • the tip portion of the first element side antenna portion 112 may be bent from the configuration shown in FIG. 2 .
  • L12 in FIG. 21 indicates a portion where the radio wave radiation is the strongest, and L13 and L14 indicate portions where the radio wave radiation intensity is 3 dB lower than L12. Furthermore, L12, L13, and L14 are in the opposite direction to the results shown in FIGS. 10 and 14 due to the weak left-right difference in radiation intensity of radio waves.
  • the antenna section 121C and the connecting section 122 in the second element 120 constitute the second element side antenna section, so that the antenna radiates ⁇ waves and ⁇ waves.
  • the device 100 can be a device 100.
  • the antenna length in the height direction (Z direction) can be secured by the connecting portion 122, the area in which the antenna device 100 is arranged can be reduced, and the antenna device 100 can be made smaller as a whole. can be converted into
  • each of the plurality of power feeding path sections 121B and the plurality of antenna sections 121C has the same shape, power can be equally fed to each second element side antenna section. As a result, good characteristics can be obtained over a wide area.
  • the first element side antenna section 112 is provided on the first element 110, the radiation of ⁇ waves can be reinforced.
  • the first element side antenna portion 112 can be configured, so there is no need to provide a separate antenna portion, and a simple configuration can be achieved.
  • an air layer is provided between the first element 110 and the second element 120, but the present disclosure is not limited to this, and for example, a dielectric layer may be provided. Also good.
  • the first element 110 and the second element 120 are provided with an interval, but the present disclosure is not limited to this, and the second element is provided so as to overlap the first element. It's okay. In this case, the connection portion may not be provided.
  • the antenna section 121C is composed of the straight section C1 and the arcuate section C2, but the present disclosure is not limited thereto, and may be composed of only the arcuate section, for example.
  • the configuration has two elements (the first element 110 and the second element 120), but the present disclosure is not limited to this, and for example, the configuration can have three or more elements. It's okay to have one. In this case, elements other than the first element and the second element can have the same shape as the second element.
  • the number of antenna sections is four, but the present disclosure is not limited to this, and the number of antenna sections may be any number as long as it is three or more. Further, the angles of two adjacent power feeding path sections are changed as appropriate depending on the number of antenna sections. For example, when the number of antenna sections is three, the angle is 120 degrees, and when the number of antenna sections is five, the angle is 72 degrees.
  • the first element side antenna section 112 is configured with the first part and the second part, but the present disclosure is not limited to this.
  • the first element side antenna section 112 may be configured with only the first part. Also good.
  • the first element side antenna section 112 is provided, but the present disclosure is not limited thereto, and the first element side antenna section does not need to be provided.
  • the length of the second element side antenna section (the sum of the lengths of the antenna section 121C and the connecting section 122) is one-fourth of the wavelength of the radio waves radiated by the antenna device 100.
  • the present disclosure is not limited thereto.
  • the length of the second element side antenna section may be n times one-fourth of the wavelength of the radio waves emitted by the antenna device 100 (n is 1 or more).
  • the length of the first element side antenna section is one quarter of the wavelength of the radio waves radiated by the antenna device 100, but the present disclosure is not limited thereto.
  • the length of the first element-side antenna section may be m times one-fourth of the wavelength of the radio waves emitted by the antenna device 100 (m is 1 or more).
  • the antenna device of the present disclosure is useful as an antenna device that can be downsized and have wide directivity.
  • Antenna device 110 First element 111 Grounding part 112 First element side antenna part 112A First part 112B Second part 113 Notch part 120 Second element 121 Plate part 121A Power feeding part 121B Power feeding path part 121C Antenna part 122 Connection part C1 Straight section C2 Arc section

Landscapes

  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

アンテナ装置は、平板状の第１素子と、第１素子と平行に設けられた板状部を有する第２素子と、を備え、板状部は、中心部分の給電部から放射状に延在する３つ以上の給電経路部と、３つ以上の給電経路部の端部から延出し、第１素子の接地部に接続される３つ以上のアンテナ部と、を備える。

Description

アンテナ装置
　本開示は、アンテナ装置に関する。
　ワイヤレスセンサネットワークを構成するセンサ端末において、ボタン電池等の一次電池、太陽電池、熱電変換素子等が電源として一般的に使用されている。しかし、一次電池では、電池交換が必要となり、太陽電池、熱電変換素子では、材料コストが高くなるという問題点がある。このような電源に関する問題は、ワイヤレスセンサネットワークの普及への障壁となっている。
　通信部としてＲＦＩＤ（radio frequency identifier）を用いたセンサシステムでは、自発的に通信電波を送信することができないため、低消費電力であり、電源としてエナジーハーベストを活用することができる。ＲＦエナジーハーベストは、電源の一部、または、全部に無線電力を利用するものである。これにより、ワイヤレス、かつ、電池交換不要のセンサ端末が実現可能となる。
　環境に分布する無線電力は、送信機からの距離、反射、干渉等により大きく変動し、これは無線電力をセンサ端末に適用する際の問題点となる。そこで、電力マネジメント構成により、ＲＦエナジーハーベストによる高効率なセンサ駆動を実現することが求められる。
　無線電力伝送の方式の１つとして、分散給電がある。この技術では、天井に複数のアンテナを配置して各アンテナの位相を制御することで、人へのばく露レベルを下げて、ピンポイントで高い電力を供給する。この技術を実現するためには、送電器から効率よく電力を送電する必要があり、ひいては小型で高効率なアンテナを設計する必要がある。
　例えば、特許文献１には、矩形形状の地導体板の直交する２辺の一方の辺側に設けられた逆Ｆアンテナと、他方の辺側に設けられたダイポールアンテナと、両アンテナの開放端のそれぞれと対向配置されたＥＭ給電部とを有する円偏波アンテナが開示されている。この技術では、板金上に直交配置した逆Ｆアンテナ（λ／４型）と、ダイポールアンテナ（λ／２型）とに対してＥＭ給電部による１点給電にしたことにより、円偏波アンテナの小型化、高効率化を図っている。
特開２０１８－１７０５６１号公報
　ところで、無線電力伝送のアンテナに求められる性能としては、天井に複数配置するために小型であること、電力効率を高めるために高効率性があること、受電アンテナの向きがランダムであるために円偏波指向性であること、分散給電に適したアンテナパターンであること等が挙げられる。
　また、一般的に、分散給電に適したアンテナの放射パターンとは、直線方向に放射される電波は小さく、両端に放射される電波は大きくなるというセカント２乗特性を有するものである。セカント２乗特性は、θの取り方が異なるだけであるので、レーダ、基地局アンテナにおけるコセカント２乗ビームと同様である。このセカント２乗特性を再現するためにはコニカルビームが有効であると考えられる。
　しかしながら、従来の円偏波アンテナの放射パターンは、楕円偏波であることが多く、電波の放射方向に偏りがあることが多い。また、分散給電用のアンテナとして使用するには、サイズが大きいという問題がある。
　本開示の目的は、小型化しつつ、広指向性を有することが可能なアンテナ装置を提供することである。
　本開示に係るアンテナ装置は、
　平板状の第１素子と、
　前記第１素子と平行に設けられた板状部を有する第２素子と、
　を備え、
　前記板状部は、
　中心部分の給電部から放射状に延在する３つ以上の給電経路部と、
　前記３つ以上の給電経路部の端部から延出し、前記第１素子の接地部に接続される３つ以上のアンテナ部と、
　を備える。
　本開示によれば、小型化しつつ、広指向性を有することができる。
本開示の実施の形態に係るアンテナ装置を示す図である。 第１素子を示す図である。 本実施の形態に係るアンテナ装置のリターンロス特性を示す図である。 本実施の形態に係るアンテナ装置の直線偏波パターンを示す図である。 本実施の形態に係るアンテナ装置の軸比特性を示す図である。 本実施の形態に係るアンテナ装置の指向性特性を示す図である。 第１素子をコンクリートに接地させたアンテナ装置を示す図である。 図７に示すアンテナ装置のリターンロス特性を示す図である。 図７に示すアンテナ装置の軸比特性を示す図である。 図７に示すアンテナ装置の指向性特性を示す図である。 第１素子を金属箔に接地させたアンテナ装置を示す図である。 図１１に示すアンテナ装置のリターンロス特性を示す図である。 図１１に示すアンテナ装置の軸比特性を示す図である。 図１１に示すアンテナ装置の指向性特性を示す図である。 アンテナ装置の第２素子を基板にした例を示す図である。 図１５に示すアンテナ装置の板状部を示す図である。 図１５に示すアンテナ装置の接続部を示す図である。 図１５に示すアンテナ装置の第１素子を示す図である。 図１５に示すリターンロス特性を示す図である。 図１５に示すアンテナ装置の軸比特性を示す図である。 図１５に示すアンテナ装置の指向性特性を示す図である。
（実施の形態）
　以下、本開示の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本開示の実施の形態に係るアンテナ装置１００を示す図である。なお、実施の形態では、直交座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を使用して説明する。後述する図においても共通の直交座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）で示している。
　例えば、アンテナ装置１００は、互いに直交するＸ軸およびＹ軸によるＸＹ平面（水平面）上に設置される。すなわち、Ｘ方向およびＹ方向が水平方向と平行な方向であり、Ｚ方向が水平方向に対して垂直な方向である。
　図１に示すように、アンテナ装置１００は、例えば、無線電力伝送システムで用いられる送電用のアンテナであり、円偏波のコニカルビームを放射する。アンテナ装置１００は、第１素子１１０および第２素子１２０を備える。
　図２に示すように、第１素子１１０は、円形状に構成された平板状の導体板であり、アンテナ装置１００の設置箇所に取り付けられる部分である。第１素子１１０の中心Ｐには、電源を供給するための、同軸ケーブルのコネクタが接続されており、後述する第２素子１２０の給電部１２１Ａに電流を送ることが可能である。
　第１素子１１０には、グランドに接続された接地部１１１が設けられている。接地部１１１は、第２素子１２０との接続部位であり、第１素子１１０の外縁に対応する位置に４つ設けられている。なお、各接地部１１１は、第１素子１１０上で接続されていても良い。
　４つの接地部１１１は、隣り合う２つの接地部１１１の間隔が等間隔になるように配置されている。例えば、本実施の形態では、隣り合う２つの接地部１１１の間隔は、各接地部１１１と第１素子１１０の中心Ｐとを結ぶ線のなす角度が同一の角度（本実施の形態では９０度）となる間隔である。なお、同一の角度の範囲としては、完全に同一の角度の他、微小な範囲（例えば、１、２度）の角度も含まれる。
　また、第１素子１１０は、第１素子側アンテナ部１１２を有する。第１素子側アンテナ部１１２は、４つの接地部１１１のそれぞれに対応して、合計４つ設けられており、第１部１１２Ａおよび第２部１１２Ｂを有する。なお、各第１素子側アンテナ部１１２は、同一形状であるので、以下では、１つの第１素子側アンテナ部１１２のみ説明し、他の第１素子側アンテナ部１１２の説明は省略する。
　第１部１１２Ａは、接地部１１１に対応する位置から、第１素子１１０の外縁に沿って、例えば図２における反時計回り方向に延びている。第１部１１２Ａは、基端位置の接地部１１１と反時計回り方向で隣り合う接地部１１１の手前側に対応する位置まで延びている。
　第２部１１２Ｂは、第１部１１２Ａの基端位置の接地部１１１とは反対側の端部から、第１素子１１０の中心に向けて直線状に延びている。第２部１１２Ｂは、第１素子１１０の中心の手前側に対応する位置まで延びている。
　また、第１素子側アンテナ部１１２の長さは、アンテナ装置１００が放射する電波の波長の４分の１である。なお、第１素子側アンテナ部１１２の長さは、アンテナ装置１００が放射する波長に応じて、適宜設定しても良い。
　第１素子側アンテナ部１１２は、第１素子１１０に切欠き部１１３を形成することによって形成される。つまり、切欠き部１１３は、第１素子側アンテナ部１１２が接地部１１１に対応する第１端部と、自由端となる第２端部とを有するように第１素子１１０を切欠いた部分である。
　切欠き部１１３は、第１素子側アンテナ部１１２と、第１素子側アンテナ部１１２以外の第１素子１１０と略一定の間隔があくように、第１素子側アンテナ部１１２に沿って形成されている。なお、切欠き部１１３は、第１素子側アンテナ部１１２毎に設けられており、その形状は全て同一である。
　このように、接地部１１１に対応する部位から、切欠き部１１３により、一定の長さを有する第１素子側アンテナ部１１２を構成することで、第１素子１１０の一部をアンテナとして機能させることができる。
　また、切欠き部１１３の幅は、アンテナ装置１００におけるインピーダンスに影響しない程度の長さ（例えば、第１素子側アンテナ部１１２の幅が４ｍｍの場合で２ｍｍ等）に適宜設定される。
　図１に示すように、第２素子１２０は、第１素子１１０におけるＺ方向の＋側に設けられ、アンテナ装置１００への給電の機能と、アンテナとしての機能とを有する素子である。第２素子１２０は、板状部１２１と、接続部１２２とを有する。
　板状部１２１は、第１素子１１０と平行に配置され、第１素子１１０と間隔をあけて設けられる。このため、第１素子１１０と第２素子１２０との間には、空気層が設けられている。なお、平行の範囲としては、完全に平行であるものの他、微小なレベルの傾斜（例えば、１、２度程度）のものも含まれる。
　板状部１２１は、円形状の輪郭を有しており、第１素子１１０の円形状と同一の外径を有する。つまり、板状部１２１は、第１素子１１０と同一形状の輪郭を有する。板状部１２１は、給電部１２１Ａと、給電経路部１２１Ｂと、アンテナ部１２１Ｃとを有する。
　給電部１２１Ａは、板状部１２１の中心部分であり、アンテナ装置１００に給電される部分である。給電部１２１Ａは、第１素子１１０の中心ＰとＸ方向およびＹ方向において同一の位置にあり、上述の第１素子１１０に接続された同軸ケーブルを介して送られた電流をアンテナ部１２１Ｃに給電する。
　給電経路部１２１Ｂは、給電部１２１Ａから放射状に延在する部分であり、アンテナ部１２１Ｃに給電するための経路を構成する。給電経路部１２１Ｂは、合計４つ設けられており、それぞれが同一の形状である。４つの給電経路部１２１Ｂは、隣り合う２つの給電経路部１２１Ｂがなす角度が同一の角度（本実施の形態では９０度）になるように設けられている。なお、同一の角度の範囲としては、完全に同一の角度の他、微小な範囲（例えば、１、２度）の角度も含まれる。
　アンテナ部１２１Ｃは、給電部１２１Ａからの給電により、第２素子１２０側のアンテナの一部として機能する部分である。アンテナ部１２１Ｃは、４つの給電経路部１２１Ｂのそれぞれに設けられ、それぞれが同一形状である。アンテナ部１２１Ｃは、直線部Ｃ１および円弧部Ｃ２を有する。
　直線部Ｃ１は、給電経路部１２１Ｂと直交する方向に給電経路部１２１Ｂの端部から延びている。また、各直線部Ｃ１は、互いに干渉しないように、基端に対応する給電経路部１２１Ｂの反時計回り方向の下流側に位置する給電経路部１２１Ｂが延びる側に延びている。
　円弧部Ｃ２は、直線部Ｃ１の給電経路部１２１Ｂとは反対側の端部に接続され、円弧状に構成されている。
　円弧部Ｃ２の円弧は、第１素子１１０の円弧と略同じとなるように構成されている。円弧部Ｃ２は、例えば、Ｚ方向から見て、第１素子１１０の外縁と重なるように配置されている。円弧部Ｃ２は、直線部Ｃ１の端部から第１素子１１０の接地部１１１に対応する位置まで反時計回り方向（図１におけるＸＹ平面の反時計回り方向）に延びている。なお、円弧部Ｃ２は、第１素子１１０の外縁とずれて配置されていても良い。
　接続部１２２は、アンテナ部１２１Ｃと、第１素子１１０の接地部１１１とを接続する部分であり、第２素子１２０側のアンテナの一部として機能する部分である。接続部１２２は、アンテナ部１２１Ｃに対して垂直に設けられている。接続部１２２は、アンテナ部１２１Ｃの円弧部Ｃ２における直線部Ｃ１側（給電経路部１２１Ｂ側）の端部とは反対側の端部から、Ｚ方向の－側に延びて、接地部１１１に接続される。なお、垂直の範囲としては、完全に垂直（９０度）であるものの他、９０度から微小なレベルでずれている（例えば、１、２度程度）ものも含まれる。
　このように構成された第２素子１２０では、アンテナ部１２１Ｃおよび接続部１２２に給電部１２１Ａおよび給電経路部１２１Ｂを介して給電されることで、アンテナ部１２１Ｃおよび接続部１２２が第２素子側のアンテナ（以下、第２素子側アンテナ部とする）として機能する。
　また、第２素子側アンテナ部の長さ（アンテナ部１２１Ｃおよび接続部１２２の長さの和）は、アンテナ装置１００が放射する電波の波長の４分の１である。例えば、アンテナ装置１００の共振周波数が９２０ＭＨｚであり、第１素子１１０の直径が７０ｍｍに設定されている場合、接続部１２２は約２５ｍｍ程度に設定することができる。なお、第２素子側アンテナ部の長さが電波の波長の４分の１である限り、接続部１２２の長さおよびアンテナ部１２１Ｃの長さは適宜調整可能である。
　給電された第２素子側アンテナ部から電波が放射される。具体的には、アンテナ部１２１Ｃには、Ｘ方向およびＹ方向に平行な方向（水平方向）に電流が流れ、水平方向に平行なΦ波が放射される。また、接続部１２２には、水平方向に垂直なＺ方向（垂直方向）に電流が流れ、垂直方向に平行なθ波が放射される。
　また、第２素子側アンテナ部に流れた電流は、接地部１１１に接続される第１素子側アンテナ部１１２に送られ、第１素子側アンテナ部１１２からも電波が放射される。つまり、第１素子側アンテナ部１１２に、水平方向に電流が流れることにより、水平方向に平行なΦ波が放射される。
　このように、アンテナ装置１００では、Φ波およびθ波が同程度放射されることにより、正円に近い円偏波を作り出すことが可能となる。
　また、４つの第２素子側アンテナ部が同一形状に構成され、４つの第１素子側アンテナ部１１２が同一形状に構成され、それぞれが等間隔に配置されているので、各電波の位相差が９０度分隔離されていることになる。そのため、正面の方向（Ｚ方向）の放射は打ち消され、周辺（Ｘ方向およびＹ方向）に大きく放射するコニカルビームの円偏波アンテナを構成することができる。
　次に、本実施の形態に係るアンテナ装置１００のアンテナ特性のシミュレーション結果について説明する。図３は、本実施の形態に係るアンテナ装置１００のリターンロス特性を示す図である。図３では、横軸を周波数（ＧＨｚ）、縦軸をリターンロス特性（ｄＢ）としている。
　図３に示すように、アンテナ装置１００の共振周波数は、偶モードのピークである９２０ＭＨｚと、奇モードのピークである１．２ＧＨｚとに分極している。
　例えば、特許文献１に記載の構成では、逆Ｆアンテナの共振周波数が２．３１０ＧＨｚであり、ダイポールアンテナの共振周波数が２．５５ＧＨｚであるので、円偏波アンテナとして共振周波数が２．４４ＧＨｚとなっている。
　それに対し、本実施の形態では、例えば、低周波側の９２０ＭＨｚ（偶モード）を抽出することで、従来の構成と比較して、共振周波数を大幅に低減することができる。このような特性によって、アンテナ装置１００の小型化に寄与することができる。
　また、アンテナ装置１００の比帯域は、５．４％となっている。一般的なパッチアンテナの比帯域は３～４％であることから、一般的なパッチアンテナと比較して、本実施の形態に係るアンテナ装置１００の比帯域は良好な値となっていることが確認できる。
　図４は、本実施の形態に係るアンテナ装置１００の直線偏波パターンを示す図である。図４における実線がθ波の放射パターン、破線がΦ波の放射パターンを示している。
　図４に示すように、θ波およびΦ波の差は２ｄＢ以内となっており、θ波およびΦ波が同程度放射されていることが確認できる。このθ波およびΦ波の放射パターンは、第１素子側アンテナ部および第２素子側アンテナ部の長さを変更することにより調整可能である。
　図５は、本実施の形態に係るアンテナ装置１００の軸比特性を示す図である。図５では、横軸を角度（ｄeｇ）、縦軸を軸比（ｄＢ）としている。
　例えば、特許文献１に記載の構成では、３ｄＢ以下の軸比特性が、１３６．９度～２０５．６度、３３３．７度～４３．３度である。
　それに対し、図５に示すように、本実施の形態に係るアンテナ装置１００の軸比特性は広域な角度範囲にわたり２ｄＢ以下に収まっているので、正円に近い円偏波が放射されていることを確認することができる。このことから、従来の構成と比較して、本実施の形態に係るアンテナ装置１００では、より良好な軸比特性が得られることを確認することができる。
　図６は、本実施の形態に係るアンテナ装置１００の指向性特性を示す図である。図６に示すＬ１が左旋偏波、Ｌ２が右旋偏波を示している。
　図６に示すように、アンテナ装置１００では、主に左旋偏波が放射されており、右旋偏波は放射されていないことを確認することができる。より詳細には、アンテナ部１２１Ｃの円弧部Ｃ２が直線部Ｃ１の端部から反時計回り方向に延びており、第１部１１２Ａが接地部１１１から反時計回り方向に延びていることから、本実施の形態におけるアンテナ装置１００は、左旋偏波を放射する仕組みになっている。そのため、図６に示す結果から、右旋偏波が放射されていないことを確認できるので、左旋偏波の放射が打ち消されることなく、アンテナ装置１００による放射効率が良好であることを確認することができる。
　次に、アンテナ装置１００における外乱耐性について説明する。図７は、第１素子１１０をコンクリートＣに接地させたアンテナ装置１００を示す図である。
　アンテナ装置１００は、例えば、図７に示すように、第１素子１１０をコンクリートＣに接地して、用いられる。この場合の、リターンロス特性は、図８に示すように、図１に示すコンクリートＣに接地していない構成のリターンロス特性（図３参照）と比較して、偶モードおよび奇モードともに、ピークが低周波側に若干ずれていることを確認することができる。
　これについては、図１に示す構成と微小な差であるので、例えば、第２素子側アンテナ部における、接続部やアンテナ部の長さを微調整することで、目標となる共振周波数（例えば、９２０ＭＨｚ等）に合わせることが可能である。また、第１素子側アンテナ部の長さを微調整しても良い。
　また、図９に示すように、軸比特性は、１３０度～１８０度付近で２ｄＢ以上となっているが、３ｄＢ以下には収まっているので、広域において良好な円偏波の目安の範囲内であることを確認することができる。
　また、図１０に示すように、指向性特性（図１０のＬ３）は、図１に示すコンクリートＣに接地していない構成の指向性特性（図４参照）と比較して、ほとんど差がない結果となっている。なお、図１０におけるＬ４は、電波の放射が最も強い部分を示しており、Ｌ５，Ｌ６は、Ｌ４より電波の放射強度が３ｄＢ小さくなった部分を示している。
　また、アンテナ装置１００は、例えば、図１１に示すように、第１素子１１０を金属箔Ｍに接地して用いられる。この場合の、リターンロス特性は、図１２に示すように、図７に示すコンクリートＣに接地した構成のリターンロス特性（図８参照）とは異なり、共振周波数が、偶モードが高周波側にずれ、奇モードが低周波側にずれていることを確認することができる。
　これについても、図１に示す構成と微小な差であるので、例えば、第２素子側アンテナ部における、接続部やアンテナ部の長さを微調整することで、目標となる共振周波数（例えば、９２０ＭＨｚ等）に合わせることが可能である。また、第１素子側アンテナ部の長さを微調整しても良い。
　また、図１３に示すように、軸比特性は、０度～６０度付近で２ｄＢ以上となっているが、３ｄＢ以下には収まっているので、広域において良好な円偏波の目安の範囲内であることを確認することができる。
　また、図１４に示すように、指向性特性（図１４のＬ７）は、図１に示す金属箔Ｍに接地していない構成の指向性特性と比較して、ほとんど差がない結果となっている。なお、図１４におけるＬ８は、電波の放射が最も強い部分を示しており、Ｌ９，Ｌ１０は、Ｌ８より電波の放射強度が３ｄＢ小さくなった部分を示している。
　これらのことから、図７および図１１に示す構成は、ともに他の物体に第１素子１１０を接地しても、大きな特性の変化は見られない。その結果、本実施の形態に係るアンテナ装置１００は、外乱に対する耐性があることを確認することができる。
　次に、本実施の形態に係るアンテナ装置１００のアプリケーション例について説明する。図１５は、アンテナ装置１００の第２素子１２０を基板にした例を示す図である。
　図１５に示すように、第２素子１２０の板状部１２１および接続部１２２は、基板化することができる。例えば、図１６に示すように、板状部１２１は、第１素子１１０と同様の円形状の基板１２２Ｄとして構成することができる。
　また、図１７に示すように、接続部１２２は、例えば、板状部１２１の中心に対して反対側に位置する接続部１２２を含むような矩形状の基板１２２Ａとすることができる。この場合、基板の中心部分に、２つの基板を係合させることが可能な係合溝１２２Ｂが形成されている。この係合溝１２２Ｂに、別の基板１２２Ａの係合溝１２２Ｂを係合させることで、等間隔（９０度間隔）に配置された、４つの接続部１２２を設けることが可能となる。
　また、図１８に示すように、第１素子１１０の中央部には、同軸ケーブルのコネクタ接続部１１０Ａが設けられている。このコネクタ接続部１１０Ａを介して、板状部１２１に電流を送る。また、各部の金属部分は、基板の上下に銅箔を貼り付け、ビアで上下の導通をとる形状としても良い。また、第１素子側アンテナ部１１２の先端部分を図２に示す構成から、屈曲させた構成としても良い。
　また、図１５に示す構成のリターンロス特性のシミュレーション結果は、図１９に示すように、１．２ＧＨｚ付近の奇モードの共振のピークが緩やかになり、９２０ＭＨｚ付近の偶モードの共振のみがピークとして現れるようになった。
　すなわち、図１５に示す構成においても、９２０ＭＨｚ付近のみを抽出することが可能であるので、図１に示す構成と同様の特性を得ることができる。
　また、軸比特性については、図２０に示すように、僅かに２ｄＢ以上となる範囲があるものの、広域において３ｄＢ以下に収まっており、正円に近い円偏波が放射されていることを確認することができる。
　また、図２１に示すように、指向性特性（図２１に示すＬ１１）については、図１に示す構成等と同程度の指向性特性が得られていることを確認することができる。なお、図２１におけるＬ１２は、電波の放射が最も強い部分を示しており、Ｌ１３，Ｌ１４は、Ｌ１２より電波の放射強度が３ｄＢ小さくなった部分を示している。また、Ｌ１２、Ｌ１３、Ｌ１４は、電波の放射強度の微弱な左右差により、図１０、図１４の結果とは逆向きとなっている。
　以上のことから、アンテナ装置１００の第２素子１２０を基板化しても、所望の特性が得られることを確認することができる。
　以上のように構成された本実施の形態によれば、第２素子１２０におけるアンテナ部１２１Ｃと接続部１２２とで第２素子側アンテナ部を構成するので、Φ波とθ波とを放射するアンテナ装置１００とすることができる。
　具体的には、接続部１２２によって、高さ方向（Ｚ方向）のアンテナ長を確保することができるので、アンテナ装置１００を配置する領域を小さくすることができ、ひいてはアンテナ装置１００を全体として小型化することができる。
　また、複数の給電経路部１２１Ｂおよび複数のアンテナ部１２１Ｃのそれぞれが同一形状であるので、各第２素子側アンテナ部に均等に給電することができる。その結果、広域にわたって良好な特性を得ることができる。
　すなわち、本実施の形態では、小型化しつつ、広指向性を有することができる。その結果、分散型無線給電システムの実用化に寄与することができる。
　また、第１素子１１０に第１素子側アンテナ部１１２を設けたので、Φ波の放射を補強することができる。
　また、第１素子１１０に切欠き部１１３を設けることで、第１素子側アンテナ部１１２を構成することができるので、別のアンテナ部を設ける必要がなく、簡易な構成とすることができる。
　なお、上記実施の形態では、第１素子１１０と第２素子１２０との間には空気層が設けられていたが、本開示はこれに限定されず、例えば、誘電体層が設けられていても良い。
　また、上記実施の形態では、第１素子１１０と第２素子１２０とが間隔をあけて設けられていたが、本開示はこれに限定されず、第１素子に第２素子を重ねるように設けても良い。この場合、接続部は設けられていなくても良い。
　また、上記実施の形態では、アンテナ部１２１Ｃが直線部Ｃ１および円弧部Ｃ２で構成されていたが、本開示はこれに限定されず、例えば円弧部のみで構成されていても良い。
　また、上記実施の形態では、２つの素子（第１素子１１０および第２素子１２０）を有する構成であったが、本開示はこれに限定されず、例えば、３つ以上の素子を有する構成であっても良い。この場合、第１素子および第２素子以外の素子は、第２素子と同一の形状とすることができる。
　また、上記実施の形態では、アンテナ部の数が４つであったが、本開示はこれに限定されず、３つ以上である限り、アンテナ部の数は何個であっても良い。また、隣り合う２つの給電経路部の角度は、アンテナ部の数に応じて、適宜変更される。例えば、アンテナ部の数が３つである場合、１２０度となり、アンテナ部の数が５つである場合、７２度となる。
　また、上記実施の形態では、第１素子側アンテナ部１１２が第１部および第２部で構成されていたが、本開示はこれに限定されず、例えば、第１部のみで構成されていても良い。
　また、上記実施の形態では、第１素子側アンテナ部１１２が設けられていたが、本開示はこれに限定されず、第１素子側アンテナ部が設けられていなくてもよい。
　また、上記実施の形態では、第２素子側アンテナ部の長さ（アンテナ部１２１Ｃおよび接続部１２２の長さの和）が、アンテナ装置１００が放射する電波の波長の４分の１であったが、本開示はこれに限定されない。例えば、第２素子側アンテナ部の長さが、アンテナ装置１００が放射する電波の波長の４分の１のｎ倍（ｎは１以上）であっても良い。
　また、上記実施の形態では、第１素子側アンテナ部の長さは、アンテナ装置１００が放射する電波の波長の４分の１であったが、本開示はこれに限定されない。例えば、第１素子側アンテナ部の長さが、アンテナ装置１００が放射する電波の波長の４分の１のｍ倍（ｍは１以上）であっても良い。
　その他、上記実施の形態は、何れも本開示を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本開示の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本開示はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
　２０２２年６月２日出願の特願２０２２－０９０２０４の日本出願に含まれる明細書、図面および要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。
　本開示のアンテナ装置は、小型化しつつ、広指向性を有することが可能なアンテナ装置として有用である。
　１００　アンテナ装置
　１１０　第１素子
　１１１　接地部
　１１２　第１素子側アンテナ部
　１１２Ａ　第１部
　１１２Ｂ　第２部
　１１３　切欠き部
　１２０　第２素子
　１２１　板状部
　１２１Ａ　給電部
　１２１Ｂ　給電経路部
　１２１Ｃ　アンテナ部
　１２２　接続部
　Ｃ１　直線部
　Ｃ２　円弧部
 

Claims (9)

  1. 　平板状の第１素子と、
    　前記第１素子と平行に設けられた板状部を有する第２素子と、
    　を備え、
    　前記板状部は、
    　中心部分の給電部から放射状に延在する３つ以上の給電経路部と、
    　前記３つ以上の給電経路部の端部から延出し、前記第１素子の接地部に接続される３つ以上のアンテナ部と、
    　を備える、
    　アンテナ装置。
  2. 　前記板状部は、前記第１素子と間隔をあけて設けられ、
    　前記第２素子は、前記アンテナ部における前記給電経路部側の端部とは反対側の端部と、前記第１素子の接地部とを接続する接続部を有する、
    　請求項１に記載のアンテナ装置。
  3. 　前記接続部は、前記アンテナ部に対して垂直に設けられ、
    　前記アンテナ部と前記接続部との長さの和は、前記アンテナ装置が放射する電波の波長の４分の１のｎ倍（ｎは１以上）である、
    　請求項２に記載のアンテナ装置。
  4. 　前記第１素子は、切欠き部を形成することにより形成される第１素子側アンテナ部を有し、
    　前記第１素子側アンテナ部は、前記第１素子の接地部に対応する第１端部と、自由端となる第２端部とを有する、
    　請求項１に記載のアンテナ装置。
  5. 　前記第１素子側アンテナ部は、前記第１素子の外縁を含む第１部と、前記自由端を含み、前記第１部の端部から前記第１素子の中心に向けて延びる第２部とを有する、
    　請求項４に記載のアンテナ装置。
  6. 　前記第１素子側アンテナ部の長さは、前記アンテナ装置が放射する電波の波長の４分の１である、
    　請求項４に記載のアンテナ装置。
  7. 　前記第１素子と前記板状部との間には、空気層または誘電体層が設けられる、
    　請求項１に記載のアンテナ装置。
  8. 　前記３つ以上の給電経路部は、隣り合う２つの給電経路部がなす角度が同一の角度になるように設けられている、
    　請求項１に記載のアンテナ装置。
  9. 　前記板状部は、前記第１素子と同一形状の輪郭を有する、
    　請求項１に記載のアンテナ装置。
     
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US20090027294A1 (en) * 2007-07-25 2009-01-29 Jast Sa Omni-directional antenna for mobile satellite broadcasting applications

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