アンテナ装置、無線装置
【課題】周囲の環境変化によるアンテナ性能の劣化を抑えることのできるアンテナ装置、無線装置を提供すること。
【解決手段】実施形態に係るアンテナ装置は、第１のアンテナおよび第２のアンテナを具備している。第１のアンテナは、地導体板と、地導体板と直交する仮想平面に対して対称な形状を有し、地導体板と仮想平面との交線上に第１の高周波信号が供給される第１の給電部を有する第１の放射導体とを備えている。第２のアンテナは、仮想平面に対して対称となる位置に配設され、互いに対称な形状を有する一対の第２の放射導体と、互いに略同一の電気長を有し、それぞれの一端が一対の第２の放射導体上の互いに対称な位置に接続された一対の伝送線路と、一対の伝送線路のそれぞれの他端に第２の高周波信号を供給する第２の給電部とを備えている。
【解決手段】実施形態に係るアンテナ装置は、第１のアンテナおよび第２のアンテナを具備している。第１のアンテナは、地導体板と、地導体板と直交する仮想平面に対して対称な形状を有し、地導体板と仮想平面との交線上に第１の高周波信号が供給される第１の給電部を有する第１の放射導体とを備えている。第２のアンテナは、仮想平面に対して対称となる位置に配設され、互いに対称な形状を有する一対の第２の放射導体と、互いに略同一の電気長を有し、それぞれの一端が一対の第２の放射導体上の互いに対称な位置に接続された一対の伝送線路と、一対の伝送線路のそれぞれの他端に第２の高周波信号を供給する第２の給電部とを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、アンテナ装置および無線装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ダイバーシチやＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）システムでは、複数のアンテナを備える必要がある。複数のアンテナを備えた複合型アンテナ装置としては、線対称な形状を有する導体に対して、対称線に平行な給電点および対称線に垂直な２つの給電点を設けた構成を有するものが知られている。すなわち、非平衡のアンテナと平衡のアンテナとを組み合わせたものが知られている。
【０００３】
このようなアンテナ装置では、他の地導体が接近したような場合、アンテナの対称性が崩れ、当該アンテナ装置の性能が劣化する問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開2010-130092公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このように従来のアンテナ装置、無線装置では、地導体の接近など周囲の環境変化によりアンテナ性能が劣化するという問題があった。本発明は、かかる課題を解決するためになされたもので、周囲の環境変化によるアンテナ性能の劣化を抑えることのできるアンテナ装置、無線装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態に係るアンテナ装置は、第１のアンテナおよび第２のアンテナを具備している。第１のアンテナは、地導体板と、地導体板と直交する仮想平面に対して対称な形状を有し、地導体板と仮想平面との交線上に第１の高周波信号が供給される第１の給電部を有する第１の放射導体とを備えている。第２のアンテナは、仮想平面に対して対称となる位置に配設され、互いに対称な形状を有する一対の第２の放射導体と、互いに略同一の電気長を有し、それぞれの一端が一対の第２の放射導体上の互いに対称な位置に接続された一対の伝送線路と、一対の伝送線路のそれぞれの他端に第２の高周波信号を供給する第２の給電部とを備えている。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１の実施形態に係るアンテナ装置の回路構成を示す図である。
【図２】第１の実施形態の原理を説明する図である。
【図３】第１の実施形態の原理を説明する図である。
【図４】第１の実施形態の原理を説明する図である。
【図５】第１の実施形態の原理を説明する図である。
【図６】第１の実施形態の原理を説明する図である。
【図７】第２の実施形態に係るアンテナ装置の構成を示す図である。
【図８】第３の実施形態に係るアンテナ装置の構成を示す図である。
【図９】第４の実施形態に係るアンテナ装置の構成を示す図である。
【図１０】第５の実施形態に係るアンテナ装置の構成を示す図である。
【図１１】第６の実施形態に係るアンテナ装置の構成を示す図である。
【図１２】第７の実施形態に係るアンテナ装置の構成を示す図である。
【図１３】第８の実施形態に係るアンテナ装置の構成を示す図である。
【図１４】第９の実施形態に係る無線装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
（第１の実施形態の構成）
以下、図面を参照しながら本実施の形態について詳細に説明する。図１に示すように、第１の実施形態に係るアンテナ装置１は、第１アンテナ１０および第２アンテナ２０を有している。第１アンテナ１０は、第１給電部１１、導体素子１２およびグラウンド部１３を有しており、図２に示すような不平衡のモノポールアンテナを構成している。第２アンテナ２０は、第２給電部２１、第１導体素子２２および第２導体素子２３、第１伝送線路２４および第２伝送線路２５を有しており、図２に示すような平衡のダイポールアンテナを構成している。
【０００９】
第１給電部１１には、導体素子１２の一端（給電端Ｒ１）およびグラウンド部１３が接続されている。導体素子１２の他端は、オープンとされている。グラウンド部１３は、略直線状の地導体ＧＮＤに接続されている。ここで、図１に示すように、地導体ＧＮＤと略直交し第１給電部１１を通る直線を対称線Ｌｓｙｍと定義すると、導体素子１２は対称線Ｌｓｙｍ上に位置している。すなわち、第１アンテナ１０は、対称線Ｌｓｙｍに対し線対称構造を有している。同様に、地導体ＧＮＤは、対称線Ｌｓｙｍに対し線対称構造を有している。ここで、「対称」「対称構造」の意義は、物理的形状として厳密な対称性を要求する趣旨ではなく、高周波信号の電流分布または電圧分布が対称性を示せば足りる趣旨である。以下の説明においても同様である。
【００１０】
第２給電部２１には、第１伝送線路２４の一端および第２伝送線路２５の一端が接続されている。第１伝送線路２４の他端には、第１導体素子２２の一端（給電端Ｒ２）が接続され、第２伝送線路２５の他端には、第２導体素子２３の一端（給電端Ｒ３）が接続されている。第１伝送線路２４および第２伝送線路２５は、第２給電部２１に給電される高周波信号（または給電部２１が出力すべき高周波信号）の周波数において所定の特性インピーダンスを持つように構成されており、同一の電気長を有している。第１伝送線路２４および第２伝送線路２５は、例えば、同軸線路、平行線路、マイクロストリップ線路、コプレーナ線路および導波管などにより実現することができる。給電端Ｒ２およびＲ３は、地導体ＧＮＤ上で給電端Ｒ１（対称線Ｌｓｙｍ）から等距離ｄの位置に配設されている。
【００１１】
一端が第１伝送線路２４と接続された第１導体素子２２は、地導体ＧＮＤ（または給電端Ｒ２およびＲ３を結ぶ直線）に対し直角方向に延伸されている。すなわち、第１導体素子２２は、給電端Ｒ２から対称線Ｌｓｙｍと平行方向に延伸されている。なお、第１導体素子２２は、地導体ＧＮＤに対し給電端Ｒ２から９０度以下の角度方向に延伸されてもよいが、概ね４５度以上の角度を有することが望ましい。
【００１２】
図１に示すように、第１導体素子２２は、屈曲点を有していてもよい。この場合、給電端Ｒ２から屈曲点までの長さが導体素子１２の長さと同程度以上であることが望ましい。第１導体素子２２の屈曲点から第１導体素子２２の開放端までの部分は、導体素子１２方向へ向けて延伸されている。すなわち、第１導体素子２２は、逆Ｌ字状の形状を有している。
【００１３】
第２導体素子２３は、対称線Ｌｓｙｍに対し第１導体素子２２と対称な形状を有している。一端が第２伝送線路２５と接続された第２導体素子２３は、地導体ＧＮＤ（または給電端Ｒ２およびＲ３を結ぶ直線）に対し直角方向に延伸されている。第２導体素子２３は、第１導体素子２２と同様に、屈曲点を有していてもよい。すなわち、第２導体素子２３は、対称線Ｌｓｙｍに対し第１導体素子２２と対称となる位置に対称な形状を有している。給電端Ｒ１およびＲ２（Ｒ１およびＲ３）の距離ｄは、第１アンテナ１０および第２アンテナ２０において用いる電波の波長に基づいて決定される。
【００１４】
また、図１に示すように、第１アンテナ１０をなす導体素子１２の開放端と、第２アンテナ２０をなす第１導体素子２２および第２導体素子２３それぞれの開放端とを接近させ、当該開放端同士でキャパシタンスＣを構成してもよい。すなわち、キャパシタンスＣを短縮コンデンサとして機能させることで、第１アンテナ１０が電波を放射する放射導体を、導体素子１２と第１導体素子２２および第２導体素子２３とにより構成することができる。同様に、第２アンテナ２０が電波を放射する放射導体を、第１導体素子２２および導体素子１２と第２導体素子２３および導体素子１２とにより構成することができる。これは、第１アンテナ１０および第２アンテナ２０の放射導体の電気長を長く取ることを可能にし、アンテナ装置１全体の小型化や低姿勢化に寄与するものである。キャパシタンスＣを構成する第１アンテナ１０をなす導体素子１２の開放端と、第２アンテナ２０をなす第１導体素子２２および第２導体素子２３それぞれの開放端との間の距離は、使用する電波の十分の一波長以下の間隔にすると良好な結果を得ることができる。
【００１５】
図１において、第２アンテナ２０の第２給電部２１は、第１伝送線路２４および第２伝送線路２５を介して、第１導体素子２２および第２導体素子２３に高周波電流を給電する。すなわち、第２給電部２１から給電端Ｒ２およびＲ３までの間では、電波の放射がされない。この実施形態のアンテナ装置１では、対称線Ｌｓｙｍと平行で同一方向に延伸された導体素子１２、第１導体素子２２および第２導体素子２３が電波を放射する。
【００１６】
（第１の実施形態の動作）
ここで、図１ないし図４を参照して、アンテナ装置１の動作を説明する。図２に示すように、この実施形態のアンテナ装置１は、非平衡のモノポール型構成をもつ第１アンテナ１０と、当該モノポールを対称線とした対称構造を有し平衡のダイポール型構成をもつ第２アンテナ２０とを組み合わせたものと等価である。
【００１７】
［アンテナ間のアイソレーション向上］
まず、第１アンテナ１０の第１給電部１１に高周波電流Ｉ１を供給した場合に、第２アンテナ２０に流れ込む高周波電流Ｉ１ａ・Ｉ１ｂの電流分布を考える。第２アンテナ２０の第１導体素子２２および第２導体素子２３は対称線Ｌｓｙｍ（あるいは導体素子１２）に対して対称な形状を有しているから、第１導体素子２２および第２導体素子２３上に現れる高周波電流は、対称線Ｌｓｙｍに対して奇関数となる分布を示す。
【００１８】
すなわち、図３に示すように、対称線Ｌｓｙｍに関し対称となっている第１導体素子２２および第２導体素子２３上に現れる高周波電流Ｉ１ａおよびＩ１ｂは、対称線Ｌｓｙｍ上の導体素子１２での高周波電流Ｉ１と同振幅逆位相の分布を示すことになる。そうすると、第１伝送線路２４および第２伝送線路２５はそれぞれ同じ電気長を有するので、第２給電部２１（第１伝送線路２４および第２伝送線路２５と第２給電部２１との接続点）に現れる高周波電流Ｉ１ａおよびＩ１ｂは、互いに同振幅同位相となる（図３中Ｉ１ａおよびＩ１ｂの破線矢印）。
【００１９】
ところで、第２給電部２１の２つの給電点には、高周波信号として、互いに逆位相となる差動信号が供給され／取り出されるから、第１アンテナ１０から流入した高周波電流Ｉ１ａおよびＩ１ｂは、コモンモードの電流ということになる。したがって、高周波電流Ｉ１ａおよびＩ１ｂは、第２アンテナ２０から取り出される差動信号には何ら影響を与えず、第１アンテナ１０の信号が第２アンテナ２０に影響を与えることはない。
【００２０】
次に、第２アンテナ２０の第２給電部２１に高周波電流Ｉ２を供給した場合に、第１アンテナ１０に流れ込む高周波電流の電流分布を考える。第２アンテナ２０の第１導体素子２２および第２導体素子２３は対称線Ｌｓｙｍ（あるいは導体素子１２）に関して対称性を有する形状を有しているから、導体素子１２上に現れる高周波電流は、対称線に対して偶関数となる分布を示す。
【００２１】
図４に示すように、第１導体素子２２および第２導体素子２３には、対称線Ｌｓｙｍに関して同振幅逆位相の高周波電流Ｉ２が分布しており、導体素子１２と第１導体素子２２の間の距離と導体素子１２と第２導体素子２３の間の距離とは同一（＝ｄ）とされている。したがって、対称線Ｌｓｙｍは、同振幅逆位相の関係にある第１導体素子２２から導体素子１２に流れ込む電流Ｉ２と第２導体素子２３から導体素子１２に流れ込む電流Ｉ２とが相殺される境界線となる。すなわち、第１導体素子２２および第２導体素子２３に流れる高周波電流Ｉ２は、第１アンテナ１０から取り出される信号には何ら影響を与えず、第２アンテナ２０の信号が第１アンテナ１０に影響を与えることはない。
【００２２】
なお、第１アンテナ１０と第２アンテナ２０とが互いに影響を与えないということは、キャパシタンスＣを用いた放射導体の構成がうまく働くことを意味している。すなわち、第１アンテナ１０が、キャパシタンスＣにより接続された導体素子１２、第１導体素子２２および第２導体素子２３を放射導体として用いたとしても、第１給電部１１に供給される高周波信号は第２アンテナ２０に何ら影響を与えない。同様に、第２アンテナ２０が、キャパシタンスＣにより接続された導体素子１２および第１導体素子２２と、導体素子１２および第２導体素子２３とを放射導体として用いたとしても、第２給電部２１に供給される高周波信号は第１アンテナ１０に何ら影響を与えない。
【００２３】
以上から、第１アンテナ１０と第２アンテナ２０との間のアイソレーションを高められることがわかる。
【００２４】
［地導体ＧＮＤに起因するアンテナ性能劣化の抑止］
アンテナ装置全体の小型化や、地導体からのアンテナ最大高さを低くする低姿勢化の要請から、電波を放射する放射導体と地導体との間の距離を小さくする要求が高まっている。第１の実施形態に係るアンテナ装置１において、第１導体素子２２および第２導体素子２３に屈曲部を設けたり、キャパシタンスＣを用いて放射導体を構成したりすることは、低姿勢化に資するものである。
【００２５】
ところで、アンテナ装置１のように非平衡型アンテナと平衡型アンテナとを組み合わせた場合、平衡型アンテナと地導体とが接近し、平衡型アンテナの性能が劣化する可能性が指摘されている。すなわち、図５に示すように、平衡のダイポール型構成をもつアンテナＤＰが地導体ＧＮＤと接近して配置された場合、導体素子に流れる高周波電流Ｉ２２およびＩ２３と同振幅逆位相のイメージ電流Ｉｉｍｇ２２およびＩｉｍｇ２３が地導体ＧＮＤ上を流れてしまう。このイメージ電流の存在は、アンテナＤＰの効率を悪化させ、利用可能周波数帯域幅を狭くする原因となる。
【００２６】
一方、地導体から垂直方向に延伸した放射導体線を持つ非平衡のモノポールアンテナは、イメージ電流が放射導体線と同一方向に流れるため、アンテナ効率に影響を与えにくい。この実施形態のアンテナ装置１は、かかる特性を用いてアンテナ効率の劣化を抑えている。
【００２７】
図６に示すように、この実施形態では、第２アンテナ２０を、モノポールと等価なアンテナ２０ａおよび２０ｂの２つに分割している。すなわち、アンテナ装置１では、第１アンテナ１０をなす導体素子１２と同一方向かつ等間隔で第１導体素子２２および第２導体素子２３を配置し、第１導体素子２２および第２導体素子２３が対称線Ｌｓｙｍに対し対称となるように構成している。そして、導体素子１２の給電端Ｒ１に対応する位置の給電端Ｒ２およびＲ３に高周波信号を供給している。
【００２８】
言い換えれば、ダイポール型構成の第２アンテナ２０を、２つのモノポール型構成のアンテナ２０ａおよび２０ｂに置き換えている。かかる構成により、図６に示すように、第１アンテナ１０のイメージ電流Ｉｉｍｇ１も第２アンテナ２０のイメージ電流Ｉｉｍｇ２も、放射導体たる導体素子１２、第１導体素子２２および第２導体素子２３と同一方向となり、アンテナ効率の劣化を抑えるとともに、利用可能周波数帯域幅の狭帯域化を抑えることが可能となる。
【００２９】
このように、この実施形態のアンテナ装置１では、第１アンテナ１０および第２アンテナ２０のアイソレーションを確保するとともに、低姿勢化してもアンテナ特性の劣化を抑えることができる。
【００３０】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係るアンテナ装置について詳細に説明する。図７に示すように、この実施形態のアンテナ装置１００は、図１に示す第１の実施形態のアンテナ装置を基板上に実装したものである。以下、第１の実施形態における各要素の説明と重複する説明は省略する。図７に示すように、この実施形態のアンテナ装置１００は、基板１０１上に形成した第１アンテナ１１０および第２アンテナ１２０を有している。第１アンテナ１１０は、基板１０１上に形成した導体素子１１２、グラウンドとして機能する地導体層１１３および第１給電部１１１を有している。また、第２アンテナ１２０は、基板１０１上に形成した第１導体素子１２２および第２導体素子１２３、第１導体素子１２２および第２導体素子１２３に高周波電流を供給する第１伝送線路１２４および第２伝送線路１２５、および、伝送ケーブル１２６から送られる高周波電流を供給する第２給電部１２１を有している。
【００３１】
基板１０１は、板状に成形したガラスエポキシなどの誘電体材料からなる誘電体基板である。基板１０１の主面には、有限地板としての地導体層１１３が形成されている。基板１０１の主面においては、エッチングなどにより地導体層１１３の一部が取り去られて基板本体の一部が露出しており、当該露出部分に第１アンテナ１１０および第２アンテナ１２０の放射導体が形成されている。図７に示す例では、基板１０１および地導体層１１３は矩形形状を有しており、基板本体露出部分と地導体層１１３の境界線は直線をなしている。
【００３２】
図７に示すように、第１給電部１１１は、導体素子１１２と地導体層１１３との間に配設されている。第１給電部１１１には、導体素子１１２の一部（給電端Ｒ１）および地導体層１１３が接続されている。導体素子１１２は、給電端Ｒ１を頂点とした逆三角形形状を有しており、例えばエッチングなどにより地導体層１１３の一部を取り去ることにより形成される。
【００３３】
ここで、図７に示すように、地導体層１１３と直交し第１給電部１１１を通る面を対称面Ｓｓｙｍ、地導体層１１３と対称面Ｓｓｙｍの交線を対称線Ｌｓｙｍと定義すると、第１給電部１１１および導体素子１１２の給電端Ｒ１は対称線Ｌｓｙｍ上に位置しており、導体素子１１２は、対称面Ｓｓｙｍに対して対称となる形状を有している。すなわち、図７に示すように、導体素子１１２は、対称面Ｓｓｙｍに関して面対称形状の三角形形状であり、地導体層１１３から遠ざかるにつれて末広がりとなる形状を有している。
【００３４】
第１アンテナ１１０における第１給電部１１１、導体素子１１２および地導体層１１３は、それぞれ図１に示す第１の実施形態の第１アンテナ１０における第１給電部１１、導体素子１２およびグラウンド部１３と対応し、共通の作用を発現する。
【００３５】
第２給電部１２１は、第１伝送線路１２４の一端および第２伝送線路１２５の一端と接続されている。第１伝送線路１２４の他端は、第１導体素子２２の一部（給電端Ｒ２）と接続され、第２伝送線路１２５の他端は、第２導体素子１２３の一部（給電端Ｒ３）と接続されている。
【００３６】
第１伝送線路１２４および第２伝送線路１２５は、図１に示す第１実施形態における第１伝送線路２４および第２伝送線路２５と対応し、共通の作用を発現する。すなわち、第１伝送線路１２４および第２伝送線路１２５は、伝送ケーブル１２６から第２給電部１２１に供給される高周波信号等の周波数において所定の特性インピーダンスを持つように構成されており、同一の電気長（Ｌ１１２＝Ｌ１１３）を有している。給電端Ｒ２およびＲ３は、基板本体の露出部分と地導体層１１３との境界線近傍で給電端Ｒ１（対称線Ｌｓｙｍ）から等距離ｄの互いに対称な位置に配設されている。第１伝送線路１２４および第２伝送線路１２５は、空間を伝搬する電波を直接送受信しないように、地導体層１１３上を這わせて配置されている。
【００３７】
一部が第１伝送線路１２４に接続された第１導体素子１２２は、地導体層１１３と基板本体露出部分の境界線に対し概ね直角方向に延伸されている。すなわち、第１導体素子２２は、給電端Ｒ２から対称面Ｓｓｙｍと概ね平行方向に延伸されている。なお、第１導体素子１２２は、給電端Ｒ２から対称面Ｓｓｙｍと平行方向に向けて形成されていれば、図７に示すような複雑な形状を有していてもよい。また、第１の実施形態と同様に、第１導体素子１２２は、屈曲点を有していてもよい。図７では、基板１０１の縁部において対称線Ｓｓｙｍに向かって伸びるように形成されている様子が示されている。
【００３８】
第２導体素子１２３は、対称面Ｓｓｙｍに対して第１導体素子１２２と対称な位置に対称な形状を有している。すなわち、一部が第２伝送線路１２５に接続された第２導体素子１２３は、地導体層１１３と基板本体露出部分の境界線に対し概ね直角方向に延伸されている。第２導体素子１２３は、対称線Ｓｓｙｍに関し第１導体素子１２２と面対称となる位置に面対称となる構造（形状）を有していればよい。すなわち、第１の実施形態と同様に、第１導体素子１２２および第２導体素子１２３が対称面Ｓｓｙｍに対して互いに面対称となる形状を有していればよい。第１導体素子１２２および第２導体素子１２３は、図１に示す第１の実施形態における第１導体素子２２および第２導体素子２３とそれぞれ対応し、共通の作用を発現する。
【００３９】
なお、第１の実施形態と同様に、図７に示す第２の実施形態では、第１アンテナ１１０をなす導体素子１１２の縁部（辺部）と、第２アンテナ１２０をなす第１導体素子１２２および第２導体素子１２３それぞれの開放端部とを接近させてキャパシタンスＣを構成してもよい。
【００４０】
このように、この実施形態のアンテナ装置１００は、第１の実施形態に係るアンテナ装置１と比較して、第２アンテナ１２０の第１導体素子１２２および第２導体素子１２３が対称面Ｓｓｙｍに対して関して面対称な位置で面対称形状を有する点、および、第１および第２伝送線路にケーブル状の線路を用いている点が相違する。かかる構成であっても、第１の実施形態と同様に、第１アンテナ１１０および第２アンテナ１２０間のアイソレーションを確保するとともに、地導体層１１３に起因する性能劣化を抑えることができる。
【００４１】
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態に係るアンテナ装置について詳細に説明する。図８に示すように、この実施形態のアンテナ装置２００は、図７に示す第２の実施形態のアンテナ装置における第１伝送線路１２４および第２伝送線路１２５の配置を変更したものである。以下、第２の実施形態のアンテナ装置と共通する構成要素については共通の符号を付して示し、重複する説明を省略する。
【００４２】
第１伝送線路２２４および第２伝送線路２２５は、図７に示す第２実施形態のアンテナ装置１００における第１伝送線路１２４および第２伝送線路１２５と対応し、共通の作用を発現する。第３の実施形態の第１伝送線路２２４および第２伝送線路２２５は、放射導体たる第１導体素子１２２および第２導体素子１２３と同様に、対称線Ｌｓｙｍ（あるいは図示しない対称面）に対してそれぞれ対称となる地導体層１１３上の位置に配設されている。
【００４３】
かかる構成により、第１伝送線路２２４および第２伝送線路２２５の間に微弱な結合が生じていたとしても、それぞれ互いに対称線Ｌｓｙｍに関して対称な位置に配設されているので、第１導体素子１２２および第２導体素子１２３と同様に、高いアイソレーションを保つことができる。すなわち、第１アンテナ１１０および第２アンテナ２２０間のアイソレーションをより高めることができる。
【００４４】
（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態に係るアンテナ装置について詳細に説明する。図９に示すように、この実施形態のアンテナ装置３００は、図７に示す第２の実施形態のアンテナ装置の導体素子１１２、第１導体素子１２２および第２導体素子１２３の形状を、それぞれＴ字型および逆Ｌ型としたものである。以下、第２の実施形態における構成要素と共通する要素については共通の符号を付して示し、重複する説明を省略する。
【００４５】
図９に示すように、第１給電部１１１は、導体素子３１２と地導体層１１３との間に位置している。第１給電部１１１は、導体素子３１２の一部（給電端Ｒ１）および地導体層１１３と接続されている。導体素子３１２は、給電端Ｒ１を底部としたＴ字形状を有しており、例えばエッチングなどにより地導体層１１３の一部を取り去ることにより形成される。導体素子３１２のうち、第１給電部１１１と接続された一方の給電端Ｒ１から対称線Ｌｓｙｍ上に帯状に形成された直線部分の長さと、他方の端部で当該直線部分と直角方向に延伸された頂部の長さとの和が、使用する電波の四分の一波長程度の長さとなるように成形される。
【００４６】
ここで、図９に示すように、地導体層１１３と直交し第１給電部１１１を通る面を対称面Ｓｓｙｍ、地導体層１１３と対称面Ｓｓｙｍの交線を対称線Ｌｓｙｍと定義すると、第１給電部１１１および導体素子３１２の給電端Ｒ１は対称線Ｌｓｙｍ上に位置している。導体素子３１２は、対称線Ｌｓｙｍ上を地導体層１１３から離れる方向に所定幅で延伸されるとともに、給電端Ｒ１の反対側の端部において対称線Ｌｓｙｍ上と垂直方向に延伸され、全体としてＴ字状に成形されている。
【００４７】
第１アンテナ３１０における第１給電部１１１、導体素子３１２および地導体層１１３は、それぞれ図１に示す第１の実施形態の第１アンテナ１０における第１給電部１１、導体素子１２およびグラウンド部１３と対応し、共通の作用を発現する。
【００４８】
第２給電部１２１は、第１伝送線路１２４の一端および第２伝送線路１２５の一端と接続されている。第１伝送線路１２４の他端は、第１導体素子３２２の一端（給電端Ｒ２）と接続され、第２伝送線路１２５の他端は、第２導体素子３２３の一端（給電端Ｒ３）と接続されている。給電端Ｒ２およびＲ３は、基板本体の露出部分と地導体層１１３との境界線近傍で給電端Ｒ１（対称線Ｌｓｙｍ）から等距離ｄの互いに対称な位置に配設されている。第１伝送線路１２４および第２伝送線路１２５は、空間を伝搬する電波を直接送受信しないように、地導体層１１３上を這わせて配置されている。
【００４９】
一端が第１伝送線路１２４に接続された第１導体素子３２２は、地導体層１１３と基板本体露出部分の境界線に対し概ね直角方向に延伸されている。すなわち、第１導体素子３２２は、給電端Ｒ２から対称面Ｓｓｙｍと平行方向に延伸されている。そして、Ｔ字形状をなす導体素子３１２の頂部（対称線Ｌｓｙｍとの平行部分と直交部分とが交わる部分）と対応する第１導体素子３２２上の位置に屈曲部が形成され、対称線Ｌｓｙｍ方向に略直角に折り曲げられている。すなわち、第１導体素子３２２は、地導体層１１３に関して逆Ｌ字形状を有している。
【００５０】
第２導体素子３２３は、対称面Ｓｓｙｍに対して第１導体素子３２２と対称な位置に対称な形状を有している。すなわち、一端が第２伝送線路１２５に接続された第２導体素子３２３は、地導体層１１３と基板本体露出部分の境界線に対し概ね直角方向に延伸されている。第２導体素子３２３は、対称面Ｓｓｙｍに関し第１導体素子３２２と面対称となる位置に面対称となる構造（形状）を有していればよい。第１導体素子３２２および第２導体素子３２３は、図１に示す第１の実施形態における第１導体素子２２および第２導体素子２３とそれぞれ対応し、共通の作用を発現する。
【００５１】
なお、第１の実施形態と同様に、図９に示す第４の実施形態では、第１アンテナ３１０をなす導体素子３１２の頂部と、第２アンテナ３２０をなす第１導体素子３２２および第２導体素子３２３それぞれの端部とを接近させてキャパシタンスＣを構成してもよい。このとき、導体素子３１２と第１導体素子３２２の間および導体素子３１２と第２導体素子３２３の間の距離は、第１アンテナ３１０や第２アンテナ３２０が送受信する電波の十分の一波長以下とすることが望ましい。これにより、好適な容量結合を確保できる。
【００５２】
このように、この実施形態のアンテナ装置においても、２つのアンテナ間のアイソレーションを高めることができる。また、アンテナ効率の劣化を抑えるとともに、利用可能周波数帯域幅の狭帯域化を抑えることが可能となる。
【００５３】
さらに、この実施形態では第１アンテナ３１０としてＴ字型アンテナを用いたので、低姿勢化を図ることができる。特に、第１アンテナ３１０の端部と第２アンテナ３２０の端部同士を容量結合させたので、低姿勢化するとインピーダンスが低下し整合が取りにくくなるＴ字型モノポールアンテナおよび逆Ｌアンテナを適切に整合させることができる。
【００５４】
（第５の実施形態）
次に、第５の実施形態に係るアンテナ装置について詳細に説明する。図１０に示すように、この実施形態のアンテナ装置４００は、図９に示す第４の実施形態に係るアンテナ装置の第１伝送線路１２４および第２伝送線路１２５を、それぞれマイクロストリップラインにより構成したものである。以下、第４の実施形態における構成要素と共通する要素については共通の符号を付して示し、重複する説明を省略する。
【００５５】
図１０に示すように、この実施形態のアンテナ装置４００では、第１アンテナ４１０を構成する導体素子３１２と、第２アンテナ４２０を構成する第１導体素子３２２、第２導体素子３２３、第１伝送線路４２４および第２伝送線路４２５が、基板１０１の一方の主面上に形成され、第１アンテナ４１０を構成する地導体層４１３が、基板１０１の他方の主面上に形成されている。そして、第２アンテナ４２０を構成する第１導体素子３２２、第２導体素子３２３、第１伝送線路４２４および第２伝送線路は、帯状に一体的に成形されている。第１アンテナ４１０の導体素子３１２および地導体層４１３と、第２アンテナ４２０の第１導体素子３２２および第２導体素子３２３の、基板１０１の平面方向の位置関係は、図９に示す第４の実施形態と共通する。第１アンテナ４１０を構成する地導体層４１３は、第１伝送線路４２４および第２伝送線路４２５と対向する位置に形成されたグラウンドとしても作用する。すなわち、第１伝送線路４２４および第２伝送線路４２５は、誘電体たる基板１０１および地導体層４１３と協働したマイクロストリップラインを構成している。
【００５６】
図１０に示すように、この実施形態の第１伝送線路４２４および第２伝送線路４２５は、それぞれ対称線Ｌｓｙｍに関して線対称（あるいは対称面Ｓｓｙｍに関して面対称）となるような位置に形成され、対称線Ｌｓｙｍに関して線対称（あるいは対称面Ｓｓｙｍに関して面対称）となるような形状を有している。
【００５７】
この実施形態のアンテナ装置においても、２つのアンテナ間のアイソレーションを高めることができ、アンテナ効率の劣化を抑えるとともに、利用可能周波数帯域幅の狭帯域化を抑えることが可能となる。また、この実施形態では第１アンテナ４１０としてＴ字型アンテナを用いたので、低姿勢化を図ることができる。特に、第１アンテナ４１０の端部と第２アンテナ４２０の端部同士を容量結合させたので、低姿勢化するとインピーダンスが低下し整合が取りにくくなるＴ字型モノポールアンテナおよび逆Ｌアンテナを適切に整合させることができる。
【００５８】
さらに、地導体の形状が変形しないため、第１アンテナおよび第２アンテナの動作が、マイクロストリップ線路の引き回し方によらず一定となる。これにより、マイクロストリップ線路を無視したアンテナ設計が可能になるだけでなく、マイクロストリップ線路の位置ずれ誤差に対するアンテナ性能のばらつきを抑えることが可能となる。
【００５９】
（第６の実施形態）
次に、第６の実施形態に係るアンテナ装置について詳細に説明する。図１１に示すように、この実施形態のアンテナ装置５００は、図９に示す第４の実施形態に係るアンテナ装置の第１伝送線路１２４および第２伝送線路１２５を、それぞれコプレーナ伝送路により実現したものである。以下、第４の実施形態における構成要素と共通する要素については共通の符号を付して示し、重複する説明を省略する。
【００６０】
図１１に示すように、この実施形態のアンテナ装置５００では、第２アンテナ５２０を構成する第１導体素子３２２、第２導体素子３２３、第１伝送線路４２４および第２伝送線路は、帯状に一体的に成形され、第１伝送線路５２４および第２伝送線路５２５の縁部と地導体層１１３との間には、所定の間隔の隙間が形成されている。すなわち、第１伝送線路５２４および第２伝送線路５２５は、隣接する地導体層１１３と協働してコプレーナ伝送路を構成している。第１アンテナ３１０の導体素子３１２および地導体層１１３と、第２アンテナ５２０の第１導体素子３２２および第２導体素子３２３の、基板１０１の平面方向の位置関係は、図９に示す第４の実施形態と共通する。
【００６１】
図１１に示すように、この実施形態の第１伝送線路５２４および第２伝送線路５２５は、それぞれ対称線Ｌｓｙｍに関して線対称（あるいは対称面Ｓｓｙｍに関して面対称）となるような位置に形成され、対称線Ｌｓｙｍに関して線対称（あるいは対称面Ｓｓｙｍに関して面対称）となるような形状を有している。
【００６２】
この実施形態のアンテナ装置においても、２つのアンテナ間のアイソレーションを高めることができ、アンテナ効率の劣化を抑えるとともに、利用可能周波数帯域幅の狭帯域化を抑えることが可能となる。また、この実施形態では第１アンテナ３１０としてＴ字型アンテナを用いたので、低姿勢化を図ることができる。特に、第１アンテナ３１０の端部と第２アンテナ５２０の端部同士を容量結合させたので、低姿勢化するとインピーダンスが低下し整合が取りにくくなるＴ字型モノポールアンテナおよび逆Ｌアンテナを適切に整合させることができる。
【００６３】
さらに、第１伝送線路５２４および第２伝送線路５２５をコプレーナ伝送路としたので、すべての導体素子および地導体層を基板１０１の共通の主面上に形成することができる。すなわち、製造コストを抑えることが可能である。
【００６４】
（第７の実施形態）
次に、第７の実施形態に係るアンテナ装置について詳細に説明する。図１２に示すように、この実施形態のアンテナ装置６００は、図１１に示す第６の実施形態に係るアンテナ装置の第１給電部および第２給電部に同軸ケーブルを用いて給電したものである。以下、第６の実施形態における構成要素と共通する要素については共通の符号を付して示し、重複する説明を省略する。
【００６５】
同軸線路６３６は、第１同軸ケーブル６１６および第２同軸ケーブル６２６を有している。第１同軸ケーブル６１６および第２同軸ケーブル６２６は、同一方向から第１給電部６１１および第２給電部６２１に向けて基板１０１上を這わされている。第１同軸ケーブル６１６の端部は、第１給電部６１１と接続され、第２同軸ケーブル６２６の端部は、第２給電部６２１と接続されている。第１同軸ケーブル６１６および第２同軸ケーブル６２６は、それぞれ内導体６１６ａおよび６２６ａと、内導体を内包する誘電体（図示せず）と、当該誘電体と外皮絶縁体との間に配設された外導体６１６ｂおよび６２６ｂとを備えた、円筒状多層の高周波用ケーブルである。
【００６６】
内導体６１６ａおよび６２６ａは、それぞれ給電端Ｒ１および第１伝送線路５２４の端部と接続され、外導体６１６ｂおよび６２６ｂは、それぞれ地導体層１１３および第２伝送線路５２５の端部と接続されている。
【００６７】
この実施形態のアンテナ装置によれば、第１給電部および第２給電部に同軸線路を用いて給電する構成を有するので、アイソレーションの向上に寄与する対称性に対する影響が少なく、簡便に実装することができる。
【００６８】
（第８の実施形態）
次に、第８の実施形態に係るアンテナ装置について詳細に説明する。図１３に示すように、この実施形態のアンテナ装置７００は、図１２に示す第７の実施形態に係るアンテナ装置の第１給電部および第２給電部と接続された同軸ケーブルの配置を変更したものである。以下、第７の実施形態における構成要素と共通する要素については共通の符号を付して示し、重複する説明を省略する。
【００６９】
第１同軸ケーブル６１６および第２同軸ケーブル７２６は、基板１０１の対向する異なる縁部から第１給電部６１１および第２給電部６２１に向けて這わされている。第１同軸ケーブル６１６の端部は、第１給電部６１１と接続され、第２同軸ケーブル７２６の端部は、第２給電部６２１と接続されている。第１同軸ケーブル６１６および第２同軸ケーブル７２６は、それぞれ内導体６１６ａおよび７２６ａと、内導体を内包する誘電体（図示せず）と、当該誘電体と外皮絶縁体との間に配設された外導体６１６ｂおよび７２６ｂとを備えた、円筒状多層の高周波用ケーブルである。内導体６１６ａおよび７２６ａは、それぞれ給電端Ｒ１および第１伝送線路５２４の端部と接続され、外導体６１６ｂおよび７２６ｂは、それぞれ地導体層１１３および第２伝送線路５２５の端部と接続されている。
【００７０】
図１３に示すように、この実施形態のアンテナ装置の第１同軸ケーブル６１６および第２同軸ケーブル７２６は、対称線Ｌｓｙｍと直交する方向の一直線上に配設されている。すなわち、第１給電部および第２給電部に給電する同軸ケーブルも、対称線Ｌｓｙｍ（あるいは対称面Ｓｓｙｍ）に関して対称となるように引き回され配置されている。
【００７１】
この実施形態のアンテナ装置によれば、第１給電部および第２給電部に同軸線路を用いて給電する構成を有するので、アイソレーションの向上に寄与する対称性に対する影響が少なく、簡便に実装することができる。さらに、同軸線路とアンテナの空間を介した結合が無視できない場合にも、同軸線路の対称性により、アンテナ間のアイソレーションを向上することが可能となる。
【００７２】
（第９の実施形態）
次に、第９の実施形態に係る無線装置について詳細に説明する。図１４に示すように、この実施形態の無線装置８００は、第１ないし第８の実施形態に係るアンテナ装置を無線装置としてのパーソナルコンピュータ（ＰＣ）に導入したものである。図１４は、代表して図９に示すアンテナ装置３００をＰＣに内蔵した例を示している。以下、第１ないし第８の実施形態における構成要素と共通する要素については共通の符号を付して示し、重複する説明を省略する。
【００７３】
この無線装置８００は、第３の実施形態に係るアンテナ装置３００と、アンテナ装置３００の第１給電部１１１および第２給電部１２１と一端が接続された給電ケーブル３２６と、給電ケーブル３２６の他端と接続された送受信部３５１と、表示部３５２と、送受信部３５１を収容する筐体３５４と、表示部３５２および筐体３５４を機械的に連結するヒンジ部３５３とを備えている。
【００７４】
送受信部３５１は、アンテナ装置３００を介して異なる二つの周波数（帯）の電波を送受信する。送受信部３５１は、高周波信号を変調する変調器、無線信号を復調する復調器、ローカル信号を生成する発振器、高周波信号を増幅する増幅器などを有している。変調器や復調器、発振器、増幅器などは、周波数帯毎に複数（例えば２組）設けてもよい。
【００７５】
表示部３５２は、液晶に電圧を印加してデジタルデータを可視化する装置であり、たとえば液晶デバイスなどにより実現される。表示部３５２は、剛性確保やノイズ抑制のため、その裏側が導体でシールド（図示せず）されている。表示部３５２の裏側に設けられたシールドは、アンテナ装置の地導体層１１３と共通の構成としてもよい。すなわち、表示部３５２のシールドをアンテナ装置の地導体層として用いてもよい。ヒンジ部３５３は、表示部３５２と筐体３５４とを連結するとともに表示部３５２を開閉する作用をする。
【００７６】
筐体３５４は、ＰＣの主要回路基板が収容される本体である。筐体３５４には、キーボードなどが配設されてもよい。図１４に示す例では、送受信部３５１は筐体３５４内に収容され、アンテナ装置３００は表示部３５２内に配設され、送受信部３５１およびアンテナ装置３００が給電ケーブル３２６により接続されている。
【００７７】
この実施形態に係る無線装置では、アイソレーションを確保したアンテナ装置を内蔵するので、二つの異なる周波数の電波を送受信することができる。また、低姿勢化を実現したアンテナ装置を用いたので、ＰＣの表示部のように比較的厚さの薄い筐体に収容することができ、ＰＣの小型化を図ることができる。
【００７８】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００７９】
１…アンテナ装置、１０…第１アンテナ、１１…第１給電部、１２…導体素子、１３…グラウンド部、２０…第２アンテナ、２１…第２給電部、２２…第１導体素子、２３…第２導体素子、２４…第１伝送線路、２５…第２伝送線路、ＧＮＤ…地導体、Ｃ…キャパシタンス。
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、アンテナ装置および無線装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ダイバーシチやＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）システムでは、複数のアンテナを備える必要がある。複数のアンテナを備えた複合型アンテナ装置としては、線対称な形状を有する導体に対して、対称線に平行な給電点および対称線に垂直な２つの給電点を設けた構成を有するものが知られている。すなわち、非平衡のアンテナと平衡のアンテナとを組み合わせたものが知られている。
【０００３】
このようなアンテナ装置では、他の地導体が接近したような場合、アンテナの対称性が崩れ、当該アンテナ装置の性能が劣化する問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開2010-130092公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このように従来のアンテナ装置、無線装置では、地導体の接近など周囲の環境変化によりアンテナ性能が劣化するという問題があった。本発明は、かかる課題を解決するためになされたもので、周囲の環境変化によるアンテナ性能の劣化を抑えることのできるアンテナ装置、無線装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態に係るアンテナ装置は、第１のアンテナおよび第２のアンテナを具備している。第１のアンテナは、地導体板と、地導体板と直交する仮想平面に対して対称な形状を有し、地導体板と仮想平面との交線上に第１の高周波信号が供給される第１の給電部を有する第１の放射導体とを備えている。第２のアンテナは、仮想平面に対して対称となる位置に配設され、互いに対称な形状を有する一対の第２の放射導体と、互いに略同一の電気長を有し、それぞれの一端が一対の第２の放射導体上の互いに対称な位置に接続された一対の伝送線路と、一対の伝送線路のそれぞれの他端に第２の高周波信号を供給する第２の給電部とを備えている。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１の実施形態に係るアンテナ装置の回路構成を示す図である。
【図２】第１の実施形態の原理を説明する図である。
【図３】第１の実施形態の原理を説明する図である。
【図４】第１の実施形態の原理を説明する図である。
【図５】第１の実施形態の原理を説明する図である。
【図６】第１の実施形態の原理を説明する図である。
【図７】第２の実施形態に係るアンテナ装置の構成を示す図である。
【図８】第３の実施形態に係るアンテナ装置の構成を示す図である。
【図９】第４の実施形態に係るアンテナ装置の構成を示す図である。
【図１０】第５の実施形態に係るアンテナ装置の構成を示す図である。
【図１１】第６の実施形態に係るアンテナ装置の構成を示す図である。
【図１２】第７の実施形態に係るアンテナ装置の構成を示す図である。
【図１３】第８の実施形態に係るアンテナ装置の構成を示す図である。
【図１４】第９の実施形態に係る無線装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
（第１の実施形態の構成）
以下、図面を参照しながら本実施の形態について詳細に説明する。図１に示すように、第１の実施形態に係るアンテナ装置１は、第１アンテナ１０および第２アンテナ２０を有している。第１アンテナ１０は、第１給電部１１、導体素子１２およびグラウンド部１３を有しており、図２に示すような不平衡のモノポールアンテナを構成している。第２アンテナ２０は、第２給電部２１、第１導体素子２２および第２導体素子２３、第１伝送線路２４および第２伝送線路２５を有しており、図２に示すような平衡のダイポールアンテナを構成している。
【０００９】
第１給電部１１には、導体素子１２の一端（給電端Ｒ１）およびグラウンド部１３が接続されている。導体素子１２の他端は、オープンとされている。グラウンド部１３は、略直線状の地導体ＧＮＤに接続されている。ここで、図１に示すように、地導体ＧＮＤと略直交し第１給電部１１を通る直線を対称線Ｌｓｙｍと定義すると、導体素子１２は対称線Ｌｓｙｍ上に位置している。すなわち、第１アンテナ１０は、対称線Ｌｓｙｍに対し線対称構造を有している。同様に、地導体ＧＮＤは、対称線Ｌｓｙｍに対し線対称構造を有している。ここで、「対称」「対称構造」の意義は、物理的形状として厳密な対称性を要求する趣旨ではなく、高周波信号の電流分布または電圧分布が対称性を示せば足りる趣旨である。以下の説明においても同様である。
【００１０】
第２給電部２１には、第１伝送線路２４の一端および第２伝送線路２５の一端が接続されている。第１伝送線路２４の他端には、第１導体素子２２の一端（給電端Ｒ２）が接続され、第２伝送線路２５の他端には、第２導体素子２３の一端（給電端Ｒ３）が接続されている。第１伝送線路２４および第２伝送線路２５は、第２給電部２１に給電される高周波信号（または給電部２１が出力すべき高周波信号）の周波数において所定の特性インピーダンスを持つように構成されており、同一の電気長を有している。第１伝送線路２４および第２伝送線路２５は、例えば、同軸線路、平行線路、マイクロストリップ線路、コプレーナ線路および導波管などにより実現することができる。給電端Ｒ２およびＲ３は、地導体ＧＮＤ上で給電端Ｒ１（対称線Ｌｓｙｍ）から等距離ｄの位置に配設されている。
【００１１】
一端が第１伝送線路２４と接続された第１導体素子２２は、地導体ＧＮＤ（または給電端Ｒ２およびＲ３を結ぶ直線）に対し直角方向に延伸されている。すなわち、第１導体素子２２は、給電端Ｒ２から対称線Ｌｓｙｍと平行方向に延伸されている。なお、第１導体素子２２は、地導体ＧＮＤに対し給電端Ｒ２から９０度以下の角度方向に延伸されてもよいが、概ね４５度以上の角度を有することが望ましい。
【００１２】
図１に示すように、第１導体素子２２は、屈曲点を有していてもよい。この場合、給電端Ｒ２から屈曲点までの長さが導体素子１２の長さと同程度以上であることが望ましい。第１導体素子２２の屈曲点から第１導体素子２２の開放端までの部分は、導体素子１２方向へ向けて延伸されている。すなわち、第１導体素子２２は、逆Ｌ字状の形状を有している。
【００１３】
第２導体素子２３は、対称線Ｌｓｙｍに対し第１導体素子２２と対称な形状を有している。一端が第２伝送線路２５と接続された第２導体素子２３は、地導体ＧＮＤ（または給電端Ｒ２およびＲ３を結ぶ直線）に対し直角方向に延伸されている。第２導体素子２３は、第１導体素子２２と同様に、屈曲点を有していてもよい。すなわち、第２導体素子２３は、対称線Ｌｓｙｍに対し第１導体素子２２と対称となる位置に対称な形状を有している。給電端Ｒ１およびＲ２（Ｒ１およびＲ３）の距離ｄは、第１アンテナ１０および第２アンテナ２０において用いる電波の波長に基づいて決定される。
【００１４】
また、図１に示すように、第１アンテナ１０をなす導体素子１２の開放端と、第２アンテナ２０をなす第１導体素子２２および第２導体素子２３それぞれの開放端とを接近させ、当該開放端同士でキャパシタンスＣを構成してもよい。すなわち、キャパシタンスＣを短縮コンデンサとして機能させることで、第１アンテナ１０が電波を放射する放射導体を、導体素子１２と第１導体素子２２および第２導体素子２３とにより構成することができる。同様に、第２アンテナ２０が電波を放射する放射導体を、第１導体素子２２および導体素子１２と第２導体素子２３および導体素子１２とにより構成することができる。これは、第１アンテナ１０および第２アンテナ２０の放射導体の電気長を長く取ることを可能にし、アンテナ装置１全体の小型化や低姿勢化に寄与するものである。キャパシタンスＣを構成する第１アンテナ１０をなす導体素子１２の開放端と、第２アンテナ２０をなす第１導体素子２２および第２導体素子２３それぞれの開放端との間の距離は、使用する電波の十分の一波長以下の間隔にすると良好な結果を得ることができる。
【００１５】
図１において、第２アンテナ２０の第２給電部２１は、第１伝送線路２４および第２伝送線路２５を介して、第１導体素子２２および第２導体素子２３に高周波電流を給電する。すなわち、第２給電部２１から給電端Ｒ２およびＲ３までの間では、電波の放射がされない。この実施形態のアンテナ装置１では、対称線Ｌｓｙｍと平行で同一方向に延伸された導体素子１２、第１導体素子２２および第２導体素子２３が電波を放射する。
【００１６】
（第１の実施形態の動作）
ここで、図１ないし図４を参照して、アンテナ装置１の動作を説明する。図２に示すように、この実施形態のアンテナ装置１は、非平衡のモノポール型構成をもつ第１アンテナ１０と、当該モノポールを対称線とした対称構造を有し平衡のダイポール型構成をもつ第２アンテナ２０とを組み合わせたものと等価である。
【００１７】
［アンテナ間のアイソレーション向上］
まず、第１アンテナ１０の第１給電部１１に高周波電流Ｉ１を供給した場合に、第２アンテナ２０に流れ込む高周波電流Ｉ１ａ・Ｉ１ｂの電流分布を考える。第２アンテナ２０の第１導体素子２２および第２導体素子２３は対称線Ｌｓｙｍ（あるいは導体素子１２）に対して対称な形状を有しているから、第１導体素子２２および第２導体素子２３上に現れる高周波電流は、対称線Ｌｓｙｍに対して奇関数となる分布を示す。
【００１８】
すなわち、図３に示すように、対称線Ｌｓｙｍに関し対称となっている第１導体素子２２および第２導体素子２３上に現れる高周波電流Ｉ１ａおよびＩ１ｂは、対称線Ｌｓｙｍ上の導体素子１２での高周波電流Ｉ１と同振幅逆位相の分布を示すことになる。そうすると、第１伝送線路２４および第２伝送線路２５はそれぞれ同じ電気長を有するので、第２給電部２１（第１伝送線路２４および第２伝送線路２５と第２給電部２１との接続点）に現れる高周波電流Ｉ１ａおよびＩ１ｂは、互いに同振幅同位相となる（図３中Ｉ１ａおよびＩ１ｂの破線矢印）。
【００１９】
ところで、第２給電部２１の２つの給電点には、高周波信号として、互いに逆位相となる差動信号が供給され／取り出されるから、第１アンテナ１０から流入した高周波電流Ｉ１ａおよびＩ１ｂは、コモンモードの電流ということになる。したがって、高周波電流Ｉ１ａおよびＩ１ｂは、第２アンテナ２０から取り出される差動信号には何ら影響を与えず、第１アンテナ１０の信号が第２アンテナ２０に影響を与えることはない。
【００２０】
次に、第２アンテナ２０の第２給電部２１に高周波電流Ｉ２を供給した場合に、第１アンテナ１０に流れ込む高周波電流の電流分布を考える。第２アンテナ２０の第１導体素子２２および第２導体素子２３は対称線Ｌｓｙｍ（あるいは導体素子１２）に関して対称性を有する形状を有しているから、導体素子１２上に現れる高周波電流は、対称線に対して偶関数となる分布を示す。
【００２１】
図４に示すように、第１導体素子２２および第２導体素子２３には、対称線Ｌｓｙｍに関して同振幅逆位相の高周波電流Ｉ２が分布しており、導体素子１２と第１導体素子２２の間の距離と導体素子１２と第２導体素子２３の間の距離とは同一（＝ｄ）とされている。したがって、対称線Ｌｓｙｍは、同振幅逆位相の関係にある第１導体素子２２から導体素子１２に流れ込む電流Ｉ２と第２導体素子２３から導体素子１２に流れ込む電流Ｉ２とが相殺される境界線となる。すなわち、第１導体素子２２および第２導体素子２３に流れる高周波電流Ｉ２は、第１アンテナ１０から取り出される信号には何ら影響を与えず、第２アンテナ２０の信号が第１アンテナ１０に影響を与えることはない。
【００２２】
なお、第１アンテナ１０と第２アンテナ２０とが互いに影響を与えないということは、キャパシタンスＣを用いた放射導体の構成がうまく働くことを意味している。すなわち、第１アンテナ１０が、キャパシタンスＣにより接続された導体素子１２、第１導体素子２２および第２導体素子２３を放射導体として用いたとしても、第１給電部１１に供給される高周波信号は第２アンテナ２０に何ら影響を与えない。同様に、第２アンテナ２０が、キャパシタンスＣにより接続された導体素子１２および第１導体素子２２と、導体素子１２および第２導体素子２３とを放射導体として用いたとしても、第２給電部２１に供給される高周波信号は第１アンテナ１０に何ら影響を与えない。
【００２３】
以上から、第１アンテナ１０と第２アンテナ２０との間のアイソレーションを高められることがわかる。
【００２４】
［地導体ＧＮＤに起因するアンテナ性能劣化の抑止］
アンテナ装置全体の小型化や、地導体からのアンテナ最大高さを低くする低姿勢化の要請から、電波を放射する放射導体と地導体との間の距離を小さくする要求が高まっている。第１の実施形態に係るアンテナ装置１において、第１導体素子２２および第２導体素子２３に屈曲部を設けたり、キャパシタンスＣを用いて放射導体を構成したりすることは、低姿勢化に資するものである。
【００２５】
ところで、アンテナ装置１のように非平衡型アンテナと平衡型アンテナとを組み合わせた場合、平衡型アンテナと地導体とが接近し、平衡型アンテナの性能が劣化する可能性が指摘されている。すなわち、図５に示すように、平衡のダイポール型構成をもつアンテナＤＰが地導体ＧＮＤと接近して配置された場合、導体素子に流れる高周波電流Ｉ２２およびＩ２３と同振幅逆位相のイメージ電流Ｉｉｍｇ２２およびＩｉｍｇ２３が地導体ＧＮＤ上を流れてしまう。このイメージ電流の存在は、アンテナＤＰの効率を悪化させ、利用可能周波数帯域幅を狭くする原因となる。
【００２６】
一方、地導体から垂直方向に延伸した放射導体線を持つ非平衡のモノポールアンテナは、イメージ電流が放射導体線と同一方向に流れるため、アンテナ効率に影響を与えにくい。この実施形態のアンテナ装置１は、かかる特性を用いてアンテナ効率の劣化を抑えている。
【００２７】
図６に示すように、この実施形態では、第２アンテナ２０を、モノポールと等価なアンテナ２０ａおよび２０ｂの２つに分割している。すなわち、アンテナ装置１では、第１アンテナ１０をなす導体素子１２と同一方向かつ等間隔で第１導体素子２２および第２導体素子２３を配置し、第１導体素子２２および第２導体素子２３が対称線Ｌｓｙｍに対し対称となるように構成している。そして、導体素子１２の給電端Ｒ１に対応する位置の給電端Ｒ２およびＲ３に高周波信号を供給している。
【００２８】
言い換えれば、ダイポール型構成の第２アンテナ２０を、２つのモノポール型構成のアンテナ２０ａおよび２０ｂに置き換えている。かかる構成により、図６に示すように、第１アンテナ１０のイメージ電流Ｉｉｍｇ１も第２アンテナ２０のイメージ電流Ｉｉｍｇ２も、放射導体たる導体素子１２、第１導体素子２２および第２導体素子２３と同一方向となり、アンテナ効率の劣化を抑えるとともに、利用可能周波数帯域幅の狭帯域化を抑えることが可能となる。
【００２９】
このように、この実施形態のアンテナ装置１では、第１アンテナ１０および第２アンテナ２０のアイソレーションを確保するとともに、低姿勢化してもアンテナ特性の劣化を抑えることができる。
【００３０】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係るアンテナ装置について詳細に説明する。図７に示すように、この実施形態のアンテナ装置１００は、図１に示す第１の実施形態のアンテナ装置を基板上に実装したものである。以下、第１の実施形態における各要素の説明と重複する説明は省略する。図７に示すように、この実施形態のアンテナ装置１００は、基板１０１上に形成した第１アンテナ１１０および第２アンテナ１２０を有している。第１アンテナ１１０は、基板１０１上に形成した導体素子１１２、グラウンドとして機能する地導体層１１３および第１給電部１１１を有している。また、第２アンテナ１２０は、基板１０１上に形成した第１導体素子１２２および第２導体素子１２３、第１導体素子１２２および第２導体素子１２３に高周波電流を供給する第１伝送線路１２４および第２伝送線路１２５、および、伝送ケーブル１２６から送られる高周波電流を供給する第２給電部１２１を有している。
【００３１】
基板１０１は、板状に成形したガラスエポキシなどの誘電体材料からなる誘電体基板である。基板１０１の主面には、有限地板としての地導体層１１３が形成されている。基板１０１の主面においては、エッチングなどにより地導体層１１３の一部が取り去られて基板本体の一部が露出しており、当該露出部分に第１アンテナ１１０および第２アンテナ１２０の放射導体が形成されている。図７に示す例では、基板１０１および地導体層１１３は矩形形状を有しており、基板本体露出部分と地導体層１１３の境界線は直線をなしている。
【００３２】
図７に示すように、第１給電部１１１は、導体素子１１２と地導体層１１３との間に配設されている。第１給電部１１１には、導体素子１１２の一部（給電端Ｒ１）および地導体層１１３が接続されている。導体素子１１２は、給電端Ｒ１を頂点とした逆三角形形状を有しており、例えばエッチングなどにより地導体層１１３の一部を取り去ることにより形成される。
【００３３】
ここで、図７に示すように、地導体層１１３と直交し第１給電部１１１を通る面を対称面Ｓｓｙｍ、地導体層１１３と対称面Ｓｓｙｍの交線を対称線Ｌｓｙｍと定義すると、第１給電部１１１および導体素子１１２の給電端Ｒ１は対称線Ｌｓｙｍ上に位置しており、導体素子１１２は、対称面Ｓｓｙｍに対して対称となる形状を有している。すなわち、図７に示すように、導体素子１１２は、対称面Ｓｓｙｍに関して面対称形状の三角形形状であり、地導体層１１３から遠ざかるにつれて末広がりとなる形状を有している。
【００３４】
第１アンテナ１１０における第１給電部１１１、導体素子１１２および地導体層１１３は、それぞれ図１に示す第１の実施形態の第１アンテナ１０における第１給電部１１、導体素子１２およびグラウンド部１３と対応し、共通の作用を発現する。
【００３５】
第２給電部１２１は、第１伝送線路１２４の一端および第２伝送線路１２５の一端と接続されている。第１伝送線路１２４の他端は、第１導体素子２２の一部（給電端Ｒ２）と接続され、第２伝送線路１２５の他端は、第２導体素子１２３の一部（給電端Ｒ３）と接続されている。
【００３６】
第１伝送線路１２４および第２伝送線路１２５は、図１に示す第１実施形態における第１伝送線路２４および第２伝送線路２５と対応し、共通の作用を発現する。すなわち、第１伝送線路１２４および第２伝送線路１２５は、伝送ケーブル１２６から第２給電部１２１に供給される高周波信号等の周波数において所定の特性インピーダンスを持つように構成されており、同一の電気長（Ｌ１１２＝Ｌ１１３）を有している。給電端Ｒ２およびＲ３は、基板本体の露出部分と地導体層１１３との境界線近傍で給電端Ｒ１（対称線Ｌｓｙｍ）から等距離ｄの互いに対称な位置に配設されている。第１伝送線路１２４および第２伝送線路１２５は、空間を伝搬する電波を直接送受信しないように、地導体層１１３上を這わせて配置されている。
【００３７】
一部が第１伝送線路１２４に接続された第１導体素子１２２は、地導体層１１３と基板本体露出部分の境界線に対し概ね直角方向に延伸されている。すなわち、第１導体素子２２は、給電端Ｒ２から対称面Ｓｓｙｍと概ね平行方向に延伸されている。なお、第１導体素子１２２は、給電端Ｒ２から対称面Ｓｓｙｍと平行方向に向けて形成されていれば、図７に示すような複雑な形状を有していてもよい。また、第１の実施形態と同様に、第１導体素子１２２は、屈曲点を有していてもよい。図７では、基板１０１の縁部において対称線Ｓｓｙｍに向かって伸びるように形成されている様子が示されている。
【００３８】
第２導体素子１２３は、対称面Ｓｓｙｍに対して第１導体素子１２２と対称な位置に対称な形状を有している。すなわち、一部が第２伝送線路１２５に接続された第２導体素子１２３は、地導体層１１３と基板本体露出部分の境界線に対し概ね直角方向に延伸されている。第２導体素子１２３は、対称線Ｓｓｙｍに関し第１導体素子１２２と面対称となる位置に面対称となる構造（形状）を有していればよい。すなわち、第１の実施形態と同様に、第１導体素子１２２および第２導体素子１２３が対称面Ｓｓｙｍに対して互いに面対称となる形状を有していればよい。第１導体素子１２２および第２導体素子１２３は、図１に示す第１の実施形態における第１導体素子２２および第２導体素子２３とそれぞれ対応し、共通の作用を発現する。
【００３９】
なお、第１の実施形態と同様に、図７に示す第２の実施形態では、第１アンテナ１１０をなす導体素子１１２の縁部（辺部）と、第２アンテナ１２０をなす第１導体素子１２２および第２導体素子１２３それぞれの開放端部とを接近させてキャパシタンスＣを構成してもよい。
【００４０】
このように、この実施形態のアンテナ装置１００は、第１の実施形態に係るアンテナ装置１と比較して、第２アンテナ１２０の第１導体素子１２２および第２導体素子１２３が対称面Ｓｓｙｍに対して関して面対称な位置で面対称形状を有する点、および、第１および第２伝送線路にケーブル状の線路を用いている点が相違する。かかる構成であっても、第１の実施形態と同様に、第１アンテナ１１０および第２アンテナ１２０間のアイソレーションを確保するとともに、地導体層１１３に起因する性能劣化を抑えることができる。
【００４１】
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態に係るアンテナ装置について詳細に説明する。図８に示すように、この実施形態のアンテナ装置２００は、図７に示す第２の実施形態のアンテナ装置における第１伝送線路１２４および第２伝送線路１２５の配置を変更したものである。以下、第２の実施形態のアンテナ装置と共通する構成要素については共通の符号を付して示し、重複する説明を省略する。
【００４２】
第１伝送線路２２４および第２伝送線路２２５は、図７に示す第２実施形態のアンテナ装置１００における第１伝送線路１２４および第２伝送線路１２５と対応し、共通の作用を発現する。第３の実施形態の第１伝送線路２２４および第２伝送線路２２５は、放射導体たる第１導体素子１２２および第２導体素子１２３と同様に、対称線Ｌｓｙｍ（あるいは図示しない対称面）に対してそれぞれ対称となる地導体層１１３上の位置に配設されている。
【００４３】
かかる構成により、第１伝送線路２２４および第２伝送線路２２５の間に微弱な結合が生じていたとしても、それぞれ互いに対称線Ｌｓｙｍに関して対称な位置に配設されているので、第１導体素子１２２および第２導体素子１２３と同様に、高いアイソレーションを保つことができる。すなわち、第１アンテナ１１０および第２アンテナ２２０間のアイソレーションをより高めることができる。
【００４４】
（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態に係るアンテナ装置について詳細に説明する。図９に示すように、この実施形態のアンテナ装置３００は、図７に示す第２の実施形態のアンテナ装置の導体素子１１２、第１導体素子１２２および第２導体素子１２３の形状を、それぞれＴ字型および逆Ｌ型としたものである。以下、第２の実施形態における構成要素と共通する要素については共通の符号を付して示し、重複する説明を省略する。
【００４５】
図９に示すように、第１給電部１１１は、導体素子３１２と地導体層１１３との間に位置している。第１給電部１１１は、導体素子３１２の一部（給電端Ｒ１）および地導体層１１３と接続されている。導体素子３１２は、給電端Ｒ１を底部としたＴ字形状を有しており、例えばエッチングなどにより地導体層１１３の一部を取り去ることにより形成される。導体素子３１２のうち、第１給電部１１１と接続された一方の給電端Ｒ１から対称線Ｌｓｙｍ上に帯状に形成された直線部分の長さと、他方の端部で当該直線部分と直角方向に延伸された頂部の長さとの和が、使用する電波の四分の一波長程度の長さとなるように成形される。
【００４６】
ここで、図９に示すように、地導体層１１３と直交し第１給電部１１１を通る面を対称面Ｓｓｙｍ、地導体層１１３と対称面Ｓｓｙｍの交線を対称線Ｌｓｙｍと定義すると、第１給電部１１１および導体素子３１２の給電端Ｒ１は対称線Ｌｓｙｍ上に位置している。導体素子３１２は、対称線Ｌｓｙｍ上を地導体層１１３から離れる方向に所定幅で延伸されるとともに、給電端Ｒ１の反対側の端部において対称線Ｌｓｙｍ上と垂直方向に延伸され、全体としてＴ字状に成形されている。
【００４７】
第１アンテナ３１０における第１給電部１１１、導体素子３１２および地導体層１１３は、それぞれ図１に示す第１の実施形態の第１アンテナ１０における第１給電部１１、導体素子１２およびグラウンド部１３と対応し、共通の作用を発現する。
【００４８】
第２給電部１２１は、第１伝送線路１２４の一端および第２伝送線路１２５の一端と接続されている。第１伝送線路１２４の他端は、第１導体素子３２２の一端（給電端Ｒ２）と接続され、第２伝送線路１２５の他端は、第２導体素子３２３の一端（給電端Ｒ３）と接続されている。給電端Ｒ２およびＲ３は、基板本体の露出部分と地導体層１１３との境界線近傍で給電端Ｒ１（対称線Ｌｓｙｍ）から等距離ｄの互いに対称な位置に配設されている。第１伝送線路１２４および第２伝送線路１２５は、空間を伝搬する電波を直接送受信しないように、地導体層１１３上を這わせて配置されている。
【００４９】
一端が第１伝送線路１２４に接続された第１導体素子３２２は、地導体層１１３と基板本体露出部分の境界線に対し概ね直角方向に延伸されている。すなわち、第１導体素子３２２は、給電端Ｒ２から対称面Ｓｓｙｍと平行方向に延伸されている。そして、Ｔ字形状をなす導体素子３１２の頂部（対称線Ｌｓｙｍとの平行部分と直交部分とが交わる部分）と対応する第１導体素子３２２上の位置に屈曲部が形成され、対称線Ｌｓｙｍ方向に略直角に折り曲げられている。すなわち、第１導体素子３２２は、地導体層１１３に関して逆Ｌ字形状を有している。
【００５０】
第２導体素子３２３は、対称面Ｓｓｙｍに対して第１導体素子３２２と対称な位置に対称な形状を有している。すなわち、一端が第２伝送線路１２５に接続された第２導体素子３２３は、地導体層１１３と基板本体露出部分の境界線に対し概ね直角方向に延伸されている。第２導体素子３２３は、対称面Ｓｓｙｍに関し第１導体素子３２２と面対称となる位置に面対称となる構造（形状）を有していればよい。第１導体素子３２２および第２導体素子３２３は、図１に示す第１の実施形態における第１導体素子２２および第２導体素子２３とそれぞれ対応し、共通の作用を発現する。
【００５１】
なお、第１の実施形態と同様に、図９に示す第４の実施形態では、第１アンテナ３１０をなす導体素子３１２の頂部と、第２アンテナ３２０をなす第１導体素子３２２および第２導体素子３２３それぞれの端部とを接近させてキャパシタンスＣを構成してもよい。このとき、導体素子３１２と第１導体素子３２２の間および導体素子３１２と第２導体素子３２３の間の距離は、第１アンテナ３１０や第２アンテナ３２０が送受信する電波の十分の一波長以下とすることが望ましい。これにより、好適な容量結合を確保できる。
【００５２】
このように、この実施形態のアンテナ装置においても、２つのアンテナ間のアイソレーションを高めることができる。また、アンテナ効率の劣化を抑えるとともに、利用可能周波数帯域幅の狭帯域化を抑えることが可能となる。
【００５３】
さらに、この実施形態では第１アンテナ３１０としてＴ字型アンテナを用いたので、低姿勢化を図ることができる。特に、第１アンテナ３１０の端部と第２アンテナ３２０の端部同士を容量結合させたので、低姿勢化するとインピーダンスが低下し整合が取りにくくなるＴ字型モノポールアンテナおよび逆Ｌアンテナを適切に整合させることができる。
【００５４】
（第５の実施形態）
次に、第５の実施形態に係るアンテナ装置について詳細に説明する。図１０に示すように、この実施形態のアンテナ装置４００は、図９に示す第４の実施形態に係るアンテナ装置の第１伝送線路１２４および第２伝送線路１２５を、それぞれマイクロストリップラインにより構成したものである。以下、第４の実施形態における構成要素と共通する要素については共通の符号を付して示し、重複する説明を省略する。
【００５５】
図１０に示すように、この実施形態のアンテナ装置４００では、第１アンテナ４１０を構成する導体素子３１２と、第２アンテナ４２０を構成する第１導体素子３２２、第２導体素子３２３、第１伝送線路４２４および第２伝送線路４２５が、基板１０１の一方の主面上に形成され、第１アンテナ４１０を構成する地導体層４１３が、基板１０１の他方の主面上に形成されている。そして、第２アンテナ４２０を構成する第１導体素子３２２、第２導体素子３２３、第１伝送線路４２４および第２伝送線路は、帯状に一体的に成形されている。第１アンテナ４１０の導体素子３１２および地導体層４１３と、第２アンテナ４２０の第１導体素子３２２および第２導体素子３２３の、基板１０１の平面方向の位置関係は、図９に示す第４の実施形態と共通する。第１アンテナ４１０を構成する地導体層４１３は、第１伝送線路４２４および第２伝送線路４２５と対向する位置に形成されたグラウンドとしても作用する。すなわち、第１伝送線路４２４および第２伝送線路４２５は、誘電体たる基板１０１および地導体層４１３と協働したマイクロストリップラインを構成している。
【００５６】
図１０に示すように、この実施形態の第１伝送線路４２４および第２伝送線路４２５は、それぞれ対称線Ｌｓｙｍに関して線対称（あるいは対称面Ｓｓｙｍに関して面対称）となるような位置に形成され、対称線Ｌｓｙｍに関して線対称（あるいは対称面Ｓｓｙｍに関して面対称）となるような形状を有している。
【００５７】
この実施形態のアンテナ装置においても、２つのアンテナ間のアイソレーションを高めることができ、アンテナ効率の劣化を抑えるとともに、利用可能周波数帯域幅の狭帯域化を抑えることが可能となる。また、この実施形態では第１アンテナ４１０としてＴ字型アンテナを用いたので、低姿勢化を図ることができる。特に、第１アンテナ４１０の端部と第２アンテナ４２０の端部同士を容量結合させたので、低姿勢化するとインピーダンスが低下し整合が取りにくくなるＴ字型モノポールアンテナおよび逆Ｌアンテナを適切に整合させることができる。
【００５８】
さらに、地導体の形状が変形しないため、第１アンテナおよび第２アンテナの動作が、マイクロストリップ線路の引き回し方によらず一定となる。これにより、マイクロストリップ線路を無視したアンテナ設計が可能になるだけでなく、マイクロストリップ線路の位置ずれ誤差に対するアンテナ性能のばらつきを抑えることが可能となる。
【００５９】
（第６の実施形態）
次に、第６の実施形態に係るアンテナ装置について詳細に説明する。図１１に示すように、この実施形態のアンテナ装置５００は、図９に示す第４の実施形態に係るアンテナ装置の第１伝送線路１２４および第２伝送線路１２５を、それぞれコプレーナ伝送路により実現したものである。以下、第４の実施形態における構成要素と共通する要素については共通の符号を付して示し、重複する説明を省略する。
【００６０】
図１１に示すように、この実施形態のアンテナ装置５００では、第２アンテナ５２０を構成する第１導体素子３２２、第２導体素子３２３、第１伝送線路４２４および第２伝送線路は、帯状に一体的に成形され、第１伝送線路５２４および第２伝送線路５２５の縁部と地導体層１１３との間には、所定の間隔の隙間が形成されている。すなわち、第１伝送線路５２４および第２伝送線路５２５は、隣接する地導体層１１３と協働してコプレーナ伝送路を構成している。第１アンテナ３１０の導体素子３１２および地導体層１１３と、第２アンテナ５２０の第１導体素子３２２および第２導体素子３２３の、基板１０１の平面方向の位置関係は、図９に示す第４の実施形態と共通する。
【００６１】
図１１に示すように、この実施形態の第１伝送線路５２４および第２伝送線路５２５は、それぞれ対称線Ｌｓｙｍに関して線対称（あるいは対称面Ｓｓｙｍに関して面対称）となるような位置に形成され、対称線Ｌｓｙｍに関して線対称（あるいは対称面Ｓｓｙｍに関して面対称）となるような形状を有している。
【００６２】
この実施形態のアンテナ装置においても、２つのアンテナ間のアイソレーションを高めることができ、アンテナ効率の劣化を抑えるとともに、利用可能周波数帯域幅の狭帯域化を抑えることが可能となる。また、この実施形態では第１アンテナ３１０としてＴ字型アンテナを用いたので、低姿勢化を図ることができる。特に、第１アンテナ３１０の端部と第２アンテナ５２０の端部同士を容量結合させたので、低姿勢化するとインピーダンスが低下し整合が取りにくくなるＴ字型モノポールアンテナおよび逆Ｌアンテナを適切に整合させることができる。
【００６３】
さらに、第１伝送線路５２４および第２伝送線路５２５をコプレーナ伝送路としたので、すべての導体素子および地導体層を基板１０１の共通の主面上に形成することができる。すなわち、製造コストを抑えることが可能である。
【００６４】
（第７の実施形態）
次に、第７の実施形態に係るアンテナ装置について詳細に説明する。図１２に示すように、この実施形態のアンテナ装置６００は、図１１に示す第６の実施形態に係るアンテナ装置の第１給電部および第２給電部に同軸ケーブルを用いて給電したものである。以下、第６の実施形態における構成要素と共通する要素については共通の符号を付して示し、重複する説明を省略する。
【００６５】
同軸線路６３６は、第１同軸ケーブル６１６および第２同軸ケーブル６２６を有している。第１同軸ケーブル６１６および第２同軸ケーブル６２６は、同一方向から第１給電部６１１および第２給電部６２１に向けて基板１０１上を這わされている。第１同軸ケーブル６１６の端部は、第１給電部６１１と接続され、第２同軸ケーブル６２６の端部は、第２給電部６２１と接続されている。第１同軸ケーブル６１６および第２同軸ケーブル６２６は、それぞれ内導体６１６ａおよび６２６ａと、内導体を内包する誘電体（図示せず）と、当該誘電体と外皮絶縁体との間に配設された外導体６１６ｂおよび６２６ｂとを備えた、円筒状多層の高周波用ケーブルである。
【００６６】
内導体６１６ａおよび６２６ａは、それぞれ給電端Ｒ１および第１伝送線路５２４の端部と接続され、外導体６１６ｂおよび６２６ｂは、それぞれ地導体層１１３および第２伝送線路５２５の端部と接続されている。
【００６７】
この実施形態のアンテナ装置によれば、第１給電部および第２給電部に同軸線路を用いて給電する構成を有するので、アイソレーションの向上に寄与する対称性に対する影響が少なく、簡便に実装することができる。
【００６８】
（第８の実施形態）
次に、第８の実施形態に係るアンテナ装置について詳細に説明する。図１３に示すように、この実施形態のアンテナ装置７００は、図１２に示す第７の実施形態に係るアンテナ装置の第１給電部および第２給電部と接続された同軸ケーブルの配置を変更したものである。以下、第７の実施形態における構成要素と共通する要素については共通の符号を付して示し、重複する説明を省略する。
【００６９】
第１同軸ケーブル６１６および第２同軸ケーブル７２６は、基板１０１の対向する異なる縁部から第１給電部６１１および第２給電部６２１に向けて這わされている。第１同軸ケーブル６１６の端部は、第１給電部６１１と接続され、第２同軸ケーブル７２６の端部は、第２給電部６２１と接続されている。第１同軸ケーブル６１６および第２同軸ケーブル７２６は、それぞれ内導体６１６ａおよび７２６ａと、内導体を内包する誘電体（図示せず）と、当該誘電体と外皮絶縁体との間に配設された外導体６１６ｂおよび７２６ｂとを備えた、円筒状多層の高周波用ケーブルである。内導体６１６ａおよび７２６ａは、それぞれ給電端Ｒ１および第１伝送線路５２４の端部と接続され、外導体６１６ｂおよび７２６ｂは、それぞれ地導体層１１３および第２伝送線路５２５の端部と接続されている。
【００７０】
図１３に示すように、この実施形態のアンテナ装置の第１同軸ケーブル６１６および第２同軸ケーブル７２６は、対称線Ｌｓｙｍと直交する方向の一直線上に配設されている。すなわち、第１給電部および第２給電部に給電する同軸ケーブルも、対称線Ｌｓｙｍ（あるいは対称面Ｓｓｙｍ）に関して対称となるように引き回され配置されている。
【００７１】
この実施形態のアンテナ装置によれば、第１給電部および第２給電部に同軸線路を用いて給電する構成を有するので、アイソレーションの向上に寄与する対称性に対する影響が少なく、簡便に実装することができる。さらに、同軸線路とアンテナの空間を介した結合が無視できない場合にも、同軸線路の対称性により、アンテナ間のアイソレーションを向上することが可能となる。
【００７２】
（第９の実施形態）
次に、第９の実施形態に係る無線装置について詳細に説明する。図１４に示すように、この実施形態の無線装置８００は、第１ないし第８の実施形態に係るアンテナ装置を無線装置としてのパーソナルコンピュータ（ＰＣ）に導入したものである。図１４は、代表して図９に示すアンテナ装置３００をＰＣに内蔵した例を示している。以下、第１ないし第８の実施形態における構成要素と共通する要素については共通の符号を付して示し、重複する説明を省略する。
【００７３】
この無線装置８００は、第３の実施形態に係るアンテナ装置３００と、アンテナ装置３００の第１給電部１１１および第２給電部１２１と一端が接続された給電ケーブル３２６と、給電ケーブル３２６の他端と接続された送受信部３５１と、表示部３５２と、送受信部３５１を収容する筐体３５４と、表示部３５２および筐体３５４を機械的に連結するヒンジ部３５３とを備えている。
【００７４】
送受信部３５１は、アンテナ装置３００を介して異なる二つの周波数（帯）の電波を送受信する。送受信部３５１は、高周波信号を変調する変調器、無線信号を復調する復調器、ローカル信号を生成する発振器、高周波信号を増幅する増幅器などを有している。変調器や復調器、発振器、増幅器などは、周波数帯毎に複数（例えば２組）設けてもよい。
【００７５】
表示部３５２は、液晶に電圧を印加してデジタルデータを可視化する装置であり、たとえば液晶デバイスなどにより実現される。表示部３５２は、剛性確保やノイズ抑制のため、その裏側が導体でシールド（図示せず）されている。表示部３５２の裏側に設けられたシールドは、アンテナ装置の地導体層１１３と共通の構成としてもよい。すなわち、表示部３５２のシールドをアンテナ装置の地導体層として用いてもよい。ヒンジ部３５３は、表示部３５２と筐体３５４とを連結するとともに表示部３５２を開閉する作用をする。
【００７６】
筐体３５４は、ＰＣの主要回路基板が収容される本体である。筐体３５４には、キーボードなどが配設されてもよい。図１４に示す例では、送受信部３５１は筐体３５４内に収容され、アンテナ装置３００は表示部３５２内に配設され、送受信部３５１およびアンテナ装置３００が給電ケーブル３２６により接続されている。
【００７７】
この実施形態に係る無線装置では、アイソレーションを確保したアンテナ装置を内蔵するので、二つの異なる周波数の電波を送受信することができる。また、低姿勢化を実現したアンテナ装置を用いたので、ＰＣの表示部のように比較的厚さの薄い筐体に収容することができ、ＰＣの小型化を図ることができる。
【００７８】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００７９】
１…アンテナ装置、１０…第１アンテナ、１１…第１給電部、１２…導体素子、１３…グラウンド部、２０…第２アンテナ、２１…第２給電部、２２…第１導体素子、２３…第２導体素子、２４…第１伝送線路、２５…第２伝送線路、ＧＮＤ…地導体、Ｃ…キャパシタンス。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地導体板と、
前記地導体板と直交する仮想平面に対して対称な形状を有し、前記地導体板と前記仮想平面との交線上に第１の高周波信号が供給される第１の給電部を有する第１の放射導体と、
を備えた第１のアンテナ、および
前記仮想平面に対して対称となる位置に配設され、互いに対称な形状を有する一対の第２の放射導体と、
互いに略同一の電気長を有し、それぞれの一端が前記一対の第２の放射導体上の互いに対称な位置に接続された一対の伝送線路と、
前記一対の伝送線路のそれぞれの他端に第２の高周波信号を供給する第２の給電部と、
を備えた第２のアンテナ、
を具備したことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
前記一対の伝送線路は、前記仮想平面に対して互いに対称な形状を有することを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
【請求項３】
前記第１の放射導体は、前記第１の給電部から前記交線に沿って帯状に形成されるとともに、その端部が前記交線と直交方向に帯状に延伸されたことを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
【請求項４】
前記第１の放射導体および前記第２の放射導体は、その端部が十分の一波長以下の間隔で離間していることを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
【請求項５】
前記一対の伝送線路は、前記地導体板とともにマイクロストリップ線路を構成することを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
【請求項６】
前記一対の伝送線路は、前記地導体板とともにコプレーナ線路を構成することを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
【請求項７】
前記第１の給電部および前記第２の給電部は、互いに一直線上に配設された同軸線路が接続されることを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
【請求項８】
前記第１の高周波信号を送受信する第１の無線ユニットと、
前記第２の高周波信号を送受信する第２の無線ユニットと、
請求項１ないし７のいずれか１項に記載のアンテナ装置と、
を具備したことを特徴とする無線装置。
【請求項１】
地導体板と、
前記地導体板と直交する仮想平面に対して対称な形状を有し、前記地導体板と前記仮想平面との交線上に第１の高周波信号が供給される第１の給電部を有する第１の放射導体と、
を備えた第１のアンテナ、および
前記仮想平面に対して対称となる位置に配設され、互いに対称な形状を有する一対の第２の放射導体と、
互いに略同一の電気長を有し、それぞれの一端が前記一対の第２の放射導体上の互いに対称な位置に接続された一対の伝送線路と、
前記一対の伝送線路のそれぞれの他端に第２の高周波信号を供給する第２の給電部と、
を備えた第２のアンテナ、
を具備したことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
前記一対の伝送線路は、前記仮想平面に対して互いに対称な形状を有することを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
【請求項３】
前記第１の放射導体は、前記第１の給電部から前記交線に沿って帯状に形成されるとともに、その端部が前記交線と直交方向に帯状に延伸されたことを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
【請求項４】
前記第１の放射導体および前記第２の放射導体は、その端部が十分の一波長以下の間隔で離間していることを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
【請求項５】
前記一対の伝送線路は、前記地導体板とともにマイクロストリップ線路を構成することを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
【請求項６】
前記一対の伝送線路は、前記地導体板とともにコプレーナ線路を構成することを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
【請求項７】
前記第１の給電部および前記第２の給電部は、互いに一直線上に配設された同軸線路が接続されることを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
【請求項８】
前記第１の高周波信号を送受信する第１の無線ユニットと、
前記第２の高周波信号を送受信する第２の無線ユニットと、
請求項１ないし７のいずれか１項に記載のアンテナ装置と、
を具備したことを特徴とする無線装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１２−２０９７１２（Ｐ２０１２−２０９７１２Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７３１１０（Ｐ２０１１−７３１１０）
【出願日】平成２３年３月２９日（２０１１．３．２９）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２９日（２０１１．３．２９）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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