アンテナ装置およびそれを備えた無線装置
【課題】小型で、かつ、狭いＩＣＴ機器内部のマルチパス環境においても三重偏波のいずれの偏波も送受信可能なアンテナ装置を提供する。
【解決手段】アンテナ装置１０は、地板１と、給電線路２と、導体線路３，４とを備える。給電線路２は、ｚ軸に沿って地板１に略垂直に配置される。導体線路３は、略Ｌ字形状を有し、導体線路３１，３２からなる。導体線路３１は、ｚ軸に沿って地板１に略垂直に配置される。導体線路３２は、ｘ軸に沿って地板１に略平行に配置され、導体線路４と直交する。導体線路４は、略Ｌ字形状を有し、導体線路４１，４２からなる。導体線路４１は、ｚ軸に沿って地板１に略垂直に配置される。導体線路４２は、ｘ軸に沿って地板１に略平行に配置され、導体線路３と直交する。導体線路３，４の各々は、電波の波長の略４分の１に等しい長さを有する。
【解決手段】アンテナ装置１０は、地板１と、給電線路２と、導体線路３，４とを備える。給電線路２は、ｚ軸に沿って地板１に略垂直に配置される。導体線路３は、略Ｌ字形状を有し、導体線路３１，３２からなる。導体線路３１は、ｚ軸に沿って地板１に略垂直に配置される。導体線路３２は、ｘ軸に沿って地板１に略平行に配置され、導体線路４と直交する。導体線路４は、略Ｌ字形状を有し、導体線路４１，４２からなる。導体線路４１は、ｚ軸に沿って地板１に略垂直に配置される。導体線路４２は、ｘ軸に沿って地板１に略平行に配置され、導体線路３と直交する。導体線路３，４の各々は、電波の波長の略４分の１に等しい長さを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、アンテナ装置およびそれを備えた無線装置に関し、特に、マルチパスフェージング環境に適したアンテナ装置およびそれを備えた無線装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、プリンタおよび券売機等のＩＣＴ（Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）機器では、プリンタ用紙や紙幣の有無をセンサーによって読み取り、その読み取った情報を制御部へ有線で伝送することが行なわれている。
【０００３】
数十個〜数百個という非常に多くのセンサーが配置されたＩＣＴ機器では、制御線の線噛みトラブルなどが多発し、製造工程や保守などにおいて時間と労力がかかるという問題がある。
【０００４】
そこで、そのようなワイヤハーネスを全て無線化すれば、上記の問題が発生しない。この場合、各センサーと制御部との情報のやり取りは、無線通信によって行なわれる。
【０００５】
機器内の無線通信において、回線が成立するか否かは、各センサーと制御部との間の電波の伝搬環境に大きく依存する。
【０００６】
ＩＣＴ機器内は、電波の障害物となる様々な成形品（プラスチック製および金属製等）で構成されている。また、ＩＣＴ機器筐体の外部は、金属などで囲まれた非常に込み入った狭い空間である。
【０００７】
無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）や携帯電話等の従来の無線通信環境は、屋内や屋外などであり、空間的にも広い環境であることから、ＩＣＴ機器内は、特殊な通信環境である。
【０００８】
この特殊環境においては、時間的に受信電力レベルが変動する環境ではないが、周波数によって受信電力レベルが異なり、受信電力レベルが大きく低下する深い落ち込み（ディップ）が生じる周波数が多数存在する。
【０００９】
また、この特殊環境においては、制御部からセンサーまでのＩＣＴ機器内の伝搬損失の累積確率分布は、概ね、レイリー分布に従っており、この特殊環境は、制御部からの直接波がセンサーで受信されず、多重反射波が支配的なマルチパスリッチ環境である。
【００１０】
電波環境は、センサーの位置によって異なるため、深いディップが発生する周波数では、受信感度が閾値を下回ると、回線が成立しない。それを回避して無線通信の信頼性を向上させるには、適応チャネル制御やダイバーシチ等による対策が必要である。
【００１１】
従来の有線で確保されてきた信頼性と同等の性能を無線通信でも得るには、上記の技術の組合せのみならず、更に別の対策を施さなければ、十分な信頼性を得ることはできない。
【００１２】
その対策の１つとして、各センサー位置でのアンテナの受信レベルを向上させる技術がある。センサー側でダイバーシチやアダプティブアレーアンテナ技術を用いれば、受信レベルの向上が期待できる。しかし、狭いＩＣＴ機器内では、センサーの配置スペースは、非常に小さく、複数のアンテナを設置できない。また、全てのセンサーでアダプティブ制御を実行すると、消費電力が増大し、現在のＩＣＴ機器の省エネルギー化の潮流に反する。従って、低消費電力でディップを保障して所要の受信感度レベルを確保することが重要である。
【００１３】
近年、マルチパスフェージングの対策として、多重反射波を１つ（多くとも２つ）の偏波を持つアンテナで受信するのではなく、３つの偏波で受信するアンテナが提案されている（特許文献１）。
【００１４】
このアンテナの基本構成は、３つのダイポールアンテナの各々に受信部を備え、３つのダイポールアンテナが自由空間の３方向に直交するように配置するものである。そして、従来のアンテナでは、単一偏波あるいは直交２偏波で送受信を行なうのに対し、このアンテナは、第３の偏波方向のアンテナを新たに設置して問題を解決している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２００１−２３７７５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかし、制御部が単一あるいは複数のアンテナを備えているか、あるいは１つまたは２つの偏波を持つアンテナを備えているかに関係なく、ＩＣＴ機器内の制御部からセンサーまでの伝搬環境は、マルチパスフェージングが発生し、センサーでの受信電力レベルは大きく低下するという問題がある。
【００１７】
また、３つの偏波方向においてエネルギー成分を持つ受信信号を３つのダイポールアンテナを用いて受信することによってマルチパスフェージングによる特性劣化を改善できるが、アンテナが大型であるため、ＩＣＴ機器内部の狭小空間には設置できないという問題がある。
【００１８】
そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、小型で、かつ、狭いＩＣＴ機器内部のマルチパス環境においても三重偏波のいずれの偏波も送受信可能なアンテナ装置を提供することである。
【００１９】
また、この発明の別の目的は、小型で、かつ、狭いＩＣＴ機器内部のマルチパス環境においても三重偏波のいずれの偏波も送受信可能なアンテナ装置を備えた無線装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
この発明によれば、アンテナ装置は、ギガヘルツ帯の周波数を有する電波を送受信するアンテナ装置であって、地板と、給電線路と、第１および第２の導体線路とを備える。給電線路は、地板に略垂直に配置される。第１の導体線路は、一方端が給電線路の一方端に接続され、地板に略平行に配置される。第２の導体線路は、一方端が給電線路の一方端に接続され、地板に略平行に配置されるとともに第１の導体線路に略直交する。そして、第１および第２の導体線路の各々は、送受信される電波の波長の略４分の１に等しい長さを有する。
【００２１】
また、この発明によれば、アンテナ装置は、ギガヘルツ帯の周波数を有する電波を送受信するアンテナ装置であって、地板と、給電線路と、第１から第４の導体線路とを備える。給電回路は、地板に略垂直に配置される。第１の導体線路は、一方端が給電線路の一方端に接続され、地板に略平行に配置される。第２の導体線路は、一方端が給電線路の一方端に接続され、地板に略平行に配置されるとともに第１の導体線路に略直交する。第３の導体線路は、地板に略平行に配置されるとともに、一方端が給電線路の一方端に接続され、第１および第２の導体線路から遠ざかる方向へ延伸している。第４の導体線路は、一方端が地板に略垂直に接続され、他方端が第３の導体線路の他方端に接続される。そして、地板に平行な平面内において第３の導体線路が第１の導体線路となす角度は、９０度よりも大きく、かつ、１８０度以下である。また、第１の導体線路の長さと第３の導体線路の長さと第４の導体線路の長さとの第１の合計は、送受信される電波の波長の略４分の１に等しい。更に、第２の導体線路の長さと第３の導体線路の長さと第４の導体線路の長さとの第２の合計は、送受信される電波の波長の略４分の１に等しい。更に、第３の導体線路の長さは、第１の合計の１０分の１から２分の１の範囲である。
【００２２】
更に、この発明によれば、アンテナ装置は、ギガヘルツ帯の周波数を有する電波を送受信するアンテナ装置であって、地板と、給電線路と、第１および第２の導体線路とを備える。給電線路は、地板に略垂直に配置される。第１の導体線路は、略Ｌ字形状からなり、地板に略垂直に配置された第１の部分と地板に略平行に配置された第２の部分とを有する。第２の導体線路は、略Ｌ字形状からなり、地板に略垂直に配置された第３の部分と地板に略平行に配置された第４の部分とを有する。第２の部分は、第４の部分と略直交する。給電線路は、地板と反対側の一方端が第２の部分と第４の部分との直交部に接続される。第１および第２の導体線路の各々は、送受信される電波の波長の略４分の１に等しい長さを有する。第２の部分のうち、第１の部分から直交部までの第５の部分の長さは、第２の部分の長さの１０分の１から２分の１の範囲である。第４の部分のうち、第３の部分から直交部までの第６の部分の長さは、第４の部分の長さの１０分の１から２分の１の範囲である。
【００２３】
更に、この発明によれば、無線装置は、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のアンテナ装置を備える。
【発明の効果】
【００２４】
この発明の実施の形態によるアンテナ装置は、ギガヘルツ帯の周波数を有する電波を送受信する。そして、給電線路は、ｚ軸方向の偏波成分を送受信し、第１および第２の導体線路は、ｘ軸方向の偏波成分およびｙ軸方向の偏波成分を送受信する。また、第１および第２の導体線路の各々は、送受信される電波の波長の略４分の１に等しい長さを有する。
【００２５】
従って、アンテナ装置の小型化を実現でき、三重偏波のいずれの偏波成分も送受信できる。
【００２６】
また、この発明の実施の形態によるアンテナ装置は、ギガヘルツ帯の周波数を有する電波を送受信する。そして、第１および第２の導体線路は、ｘ軸方向の偏波成分およびｙ軸方向の偏波成分を送受信し、給電線路および第４の導体線路は、ｚ軸方向の偏波成分を送受信する。また、第１の導体線路の長さと第３の導体線路の長さと第４の導体線路の長さとの第１の合計は、送受信される電波の波長の略４分の１に等しく、第２の導体線路の長さと第３の導体線路の長さと第４の導体線路の長さとの第２の合計は、送受信される電波の波長の略４分の１に等しい。
【００２７】
従って、アンテナ装置の小型化を実現でき、三重偏波のいずれの偏波成分も送受信できる。
【００２８】
更に、この発明の実施の形態によるアンテナ装置は、ギガヘルツ帯の周波数を有する電波を送受信する。そして、第１の導体線路の第２の部分および第２の導体線路の第４の部分は、ｘ軸方向の偏波成分およびｙ軸方向の偏波成分を送受信し、第１の導体線路の第１の部分、第２の導体線路の第３の部分および給電線路は、ｚ軸方向の偏波成分を送受信する。また、第１および第２の導体線路の各々は、送受信される電波の波長の略４分の１に等しい長さを有する。
【００２９】
従って、アンテナ装置の小型化を実現でき、三重偏波のいずれの偏波成分も送受信できる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】この発明の実施の形態１によるアンテナ装置の概略図である。
【図２】図１に示すアンテナ装置の反射特性の周波数依存性を示す図である。
【図３】図１に示すアンテナ装置のｘ−ｚ平面における放射特性を示す図である。
【図４】図１に示すアンテナ装置のｙ−ｚ平面における放射特性を示す図である。
【図５】図１に示すアンテナ装置のｘ−ｙ平面における放射特性を示す図である。
【図６】図１に示すアンテナ装置を流れる電流経路の概略図である。
【図７】図１に示す導体線路３２，４２の長さを２０．７ｍｍに固定し、距離ｄ１，ｄ２を変化させたときの反射特性の周波数依存性を示す図である。
【図８】実施の形態１による他のアンテナ装置の概略図である。
【図９】実施の形態２によるアンテナ装置の概略図である。
【図１０】実施の形態２による他のアンテナ装置の概略図である。
【図１１】実施の形態３によるアンテナ装置の概略図である。
【図１２】ｚ軸の正の方向から見たアンテナ装置の平面図である。
【図１３】実施の形態３による他のアンテナ装置の概略図である。
【図１４】この発明の実施の形態によるアンテナ装置を備えた無線装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００３２】
［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１によるアンテナ装置の概略図である。図１を参照して、この発明の実施の形態１によるアンテナ装置１０は、地板１と、給電線路２と、導体線路３，４とを備える。そして、アンテナ装置１０は、例えば、２．４５ＧＨｚの周波数を有する電波を送受信する。
【００３３】
地板１は、略四角形の平板形状を有し、金属からなる。そして、地板１は、例えば、ｘ−ｙ平面に沿って配置される。
【００３４】
給電線路２は、導体線路２１と、給電回路２２とからなる。導体線路２１は、例えば、ｚ軸に沿って、地板１に略垂直に配置される。また、導体線路２１は、その一方端が給電回路２２に接続され、他方端が導体線路３，４の交差部に接続される。そして、導体線路２１は、例えば、１．５ｍｍφの直径、および９．６ｍｍの長さｈを有する。給電回路２２は、導体線路２１の一方端と接地電位ＧＮＤとの間に接続される。
【００３５】
導体線路３は、略Ｌ字形状を有する。そして、導体線路３は、例えば、１．５ｍｍφの直径、および３０．３ｍｍの長さＬ１を有する。この３０．３ｍｍの長さは、アンテナ装置１０が送受信する電波の波長λの略４分の１に相当する。
【００３６】
導体線路３は、導体線路３１，３２からなる。導体線路３１は、給電線路２から距離ｄ２の位置でｚ軸に沿って地板１に略垂直に配置され、長さｈを有する。距離ｄ２は、例えば、３．０ｍｍである。
【００３７】
導体線路３２は、ｘ軸に沿って地板１に略平行に配置される。また、導体線路３２は、その一方端が導体線路３１の一方端に接続され、導体線路３１から距離ｄ２の位置で給電線路２の他方端に接続されるとともに導体線路４と直交する。そして、導体線路３２は、ｌ１＋ｄ２＝１７．７ｍｍ＋３．０ｍｍ＝２０．７ｍｍの長さを有する。
【００３８】
導体線路４は、略Ｌ字形状を有する。そして、導体線路４は、例えば、１．５ｍｍφの直径、および３０．３ｍｍの長さＬ２を有する。このように、導体線路４は、導体線路３と同じ長さを有し、波長λの略４分の１に相当する長さを有する。
【００３９】
導体線路４は、導体線路４１，４２からなる。導体線路４１は、給電線路２から距離ｄ１の位置でｚ軸に沿って地板１に略垂直に配置され、長さｈを有する。距離ｄ１は、例えば、３．０ｍｍである。
【００４０】
導体線路４２は、ｙ軸に沿って地板１に略平行に配置される。また、導体線路４２は、その一方端が導体線路４１の一方端に接続され、導体線路４１から距離ｄ１の位置で給電線路２の他方端に接続されるとともに導体線路３２と直交する。そして、導体線路４２は、ｌ２＋ｄ１＝１７．７ｍｍ＋３．０ｍｍ＝２０．７ｍｍの長さを有する。
【００４１】
導体線路３１は、整合用のショートピンとして機能する。即ち、導体線路３１は、導体線路３で電波を送受信するときのインピーダンスを５０Ωに設定する。また、導体線路４１も、整合用のショートピンとして機能し、導体線路４で電波を送受信するときのインピーダンスを５０Ωに設定する。
【００４２】
図２は、図１に示すアンテナ装置１０の反射特性の周波数依存性を示す図である。図２において、縦軸は、反射係数Ｓ１１を表し、横軸は、周波数を表す。
【００４３】
図２を参照して、反射係数Ｓ１１は、２．４５ＧＨｚの周波数で最小となっている。従って、アンテナ装置１０は、２．４５ＧＨｚの周波数で共振し、２．４５ＧＨｚの周波数を有する電波を送受信できる。
【００４４】
図３は、図１に示すアンテナ装置１０のｘ−ｚ平面における放射特性を示す図である。図３において、曲線ｋ１は、ｘ方向の偏波の放射パターンを示し、曲線ｋ２は、ｙ方向の偏波の放射パターンを示し、曲線ｋ３は、ｚ方向の偏波の放射パターンを示す。また、図３においては、地板１は、無限大のサイズを仮定しているため、＋ｚ軸方向のみの放射パターンが図示されている。
【００４５】
また、図４は、図１に示すアンテナ装置１０のｙ−ｚ平面における放射特性を示す図である。図４において、曲線ｋ４は、ｙ方向の偏波の放射パターンを示し、曲線ｋ５は、ｘ方向の偏波の放射パターンを示し、曲線ｋ６は、ｚ方向の偏波の放射パターンを示す。また、図４においても、地板１は、無限大のサイズを仮定しているため、＋ｚ軸方向のみの放射パターンが図示されている。
【００４６】
更に、図５は、図１に示すアンテナ装置１０のｘ−ｙ平面における放射特性を示す図である。図５において、曲線ｋ７は、ｚ方向の偏波の放射パターンを示す。また、図５においては、ｘ方向の偏波およびｙ方向の偏波は、存在しないため、ｘ方向の偏波の放射パターンおよびｙ方向の偏波の放射パターンは、図示されていない。
【００４７】
ｘ軸方向の偏波の放射パターンは、ｘ軸方向にダイポールアンテナを配置したときに比べてビーム幅が広がっており、双峰性の放射パターンとなっているが（図３の曲線ｋ１参照）、ｘ軸方向およびｙ軸方向には、放射していないので、反射板付きｘ軸方向ダイポールアンテナと同様の放射パターンである。
【００４８】
一方、ｙ軸方向の偏波の放射パターンも、ｘ軸方向の偏波の放射パターンとｘ−ｚ面とｙ−ｚ面の放射パターンとが逆になっているだけなので（曲線ｋ１，ｋ２，ｋ４，ｋ５参照）、反射板付きｙ軸方向ダイポールアンテナと同様の放射パターンである。
【００４９】
ｚ軸方向の偏波の放射パターンは、ｚ軸方向には放射がなく、水平面内で無指向性に近いパターンであるため、ｚ軸方向に沿って配置されたモノポールアンテナと同じ放射パターンを有する（曲線ｋ７参照）。
【００５０】
図６は、図１に示すアンテナ装置１０を流れる電流経路の概略図である。図６を参照して、給電線路２および導体線路３，４上をｘ方向、ｙ方向およびｚ方向に流れる電流ｉｘ，ｉｙ，ｉｚは、次式によって表される。
【００５１】
ｉｘ＝ｉ１（ｘ）ｅｘ・・・（１）
ｉｙ＝ｉ２（ｙ）ｅｙ・・・（２）
ｉｚ＝ｉ３（ｚ）ｅｚ・・・（３）
ここで、ｅｘ，ｅｙ，ｅｚは、それぞれ、ｘ方向、ｙ方向およびｚ方向の単位ベクトルである。また、ｉ１（ｘ），ｉ２（ｙ），ｉ３（ｚ）は、それぞれ、ｘ方向、ｙ方向およびｚ方向の電流の複素振幅である。
【００５２】
ｘ軸方向の偏波の放射パターンは、導体線路３，４上をｘ軸方向に流れる電流ｉｘによって生じている。また、ｙ軸方向の偏波の放射パターンは、導体線路３，４をｙ方向に流れる電流ｉｙによって生じている。更に、ｚ軸方向の偏波の放射パターンは、給電線路２および導体線路３，４をｚ方向に流れる電流ｉｚによって生じている。
【００５３】
図３〜図５に示す放射パターンの結果と、図６に示す電流経路の説明とから解るように、アンテナ装置１０は、ｘ軸、ｙ軸およびｚ軸に個別にダイポールアンテナを配置したときに得られる放射パターンと概ね同じ放射パターンを単一のアンテナで実現した三重偏波アンテナである。
【００５４】
単一偏波のアンテナは、式（１）〜式（３）のうちのいずれかの電流成分しか持たないため、それに直交する偏波を受信できない。
【００５５】
一方、アンテナ装置１０は、ｉｘ，ｉｙ，ｉｚの３成分を持つので、いずれかの偏波で必ず信号を受信できる。
【００５６】
図７は、図１に示す導体線路３２，４２の長さを２０．７ｍｍに固定し、距離ｄ１，ｄ２を変化させたときの反射特性の周波数依存性を示す図である。図７において、縦軸は、反射係数Ｓ１１を表し、横軸は、周波数を表す。なお、図７は、距離ｄ１，ｄ２を同じ値に設定して距離ｄ１，ｄ２を変化させたときの反射特性の周波数依存性を示す。
【００５７】
図７を参照して、反射係数Ｓ１１は、距離ｄ１，ｄ２が２ｍｍ，３ｍｍ，４ｍｍ，５ｍｍ，６ｍｍ，７ｍｍ，８ｍｍ，９ｍｍ，１０ｍｍであるとき、−１０ｄＢよりも低くなる。即ち、導体線路３２，４２の長さをＬ（＝ｄ１＋ｌ２＝ｄ２＋ｌ１）としたとき、反射係数Ｓ１１は、距離ｄ１，ｄ２が、概ね、０．１Ｌ〜０．５Ｌの範囲であるとき、−１０ｄＢよりも低くなる。
【００５８】
従って、給電線路２と導体線路３１，４１との距離ｄ１＝ｄ２は、０．１Ｌ〜０．５Ｌの範囲に設定される。そして、アンテナ装置１０は、給電線路２と導体線路３１，４１との距離ｄ１＝ｄ２を０．１Ｌ〜０．５Ｌの範囲に設定することによって２．４５ＧＨｚの周波数を有する電波を低反射で送受信できる。
【００５９】
なお、上記においては、距離ｄ１，ｄ２は、同じ値に設定されると説明したが、実施の形態１においては、これに限らず、距離ｄ１，ｄ２は、０．１Ｌ〜０．５Ｌの範囲内で相互に異なる値に設定されてもよい。
【００６０】
図８は、実施の形態１による他のアンテナ装置の概略図である。なお、図８においては、地板１の一部が省略されている。実施の形態１によるアンテナ装置は、図８に示すアンテナ装置１０Ａであってもよい。
【００６１】
図８を参照して、アンテナ装置１０Ａは、図１に示すアンテナ装置１０の給電線路２を給電線路１２に代え、導体線路３，４をそれぞれ導体線路１３，１４に代え、誘電体５〜８を追加したものであり、その他は、アンテナ装置１０と同じである。そして、アンテナ装置１０Ａは、例えば、２．４５ＧＨｚの周波数を有する電波を送受信する。
【００６２】
給電線路１２は、導体線路１２１と、給電回路１２２とからなる。導体線路１２１は、例えば、ｚ軸に沿って、地板１に略垂直に配置される。また、導体線路１２１は、その一方端が給電回路１２２に接続され、他方端が導体線路１３，１４の交差部に接続される。そして、導体線路１２１は、誘電体５〜８の実効比誘電率をε＝（（εｒ＋１）／２）１／２（εｒは、誘電体５〜８の比誘電率）としたとき、例えば、１．５ｍｍφの直径、および９．６／ε（ｍｍ）の長さｈ’（＝ｈ／ε）を有する。給電回路１２２は、導体線路１２１の一方端と接地電位ＧＮＤとの間に接続される。
【００６３】
導体線路１３は、略Ｌ字形状を有する。そして、導体線路１３は、例えば、１．５ｍｍφの直径、および３０．３／ε（ｍｍ）の長さＬ’１（＝λ／εの略４分の１）を有する。
【００６４】
導体線路１３は、導体線路１３１，１３２からなる。導体線路１３１は、給電線路２から距離ｄ２／εの位置でｚ軸に沿って地板１に略垂直に配置され、長さｈ’を有する。
【００６５】
導体線路１３２は、ｘ軸に沿って地板１に略平行に配置される。また、導体線路１３２は、その一方端が導体線路１３１の一方端に接続され、導体線路１３１から距離ｄ２／εの位置で給電線路１２の他方端に接続されるとともに導体線路１４と直交する。そして、導体線路１３２は、２０．７／ε（ｍｍ）の長さを有する。
【００６６】
導体線路１４は、略Ｌ字形状を有する。そして、導体線路１４は、例えば、１．５ｍｍφの直径、および３０．３／ε（ｍｍ）の長さＬ’２（＝λ／εの略４分の１）を有する。このように、導体線路１４は、導体線路１３と同じ長さを有する。
【００６７】
導体線路１４は、導体線路１４１，１４２からなる。導体線路１４１は、給電線路１２から距離ｄ１／εの位置でｚ軸に沿って地板１に略垂直に配置され、長さｈ’を有する。
【００６８】
導体線路１４２は、ｙ軸に沿って地板１に略平行に配置される。また、導体線路１４２は、その一方端が導体線路１４１の一方端に接続され、導体線路１４１から距離ｄ１／εの位置で給電線路１２の他方端に接続されるとともに導体線路１３２と直交する。そして、導体線路１４２は、２０．７／ε（ｍｍ）の長さを有する。
【００６９】
導体線路１３１および導体線路１４１は、整合用のショートピンとして機能する。即ち、導体線路１３１は、導体線路１３で電波を送受信するときのインピーダンスを５０Ωに設定する。また、導体線路１４１は、導体線路１４で電波を送受信するときのインピーダンスを５０Ωに設定する。
【００７０】
誘電体５〜８の各々は、例えば、比誘電率εｒが２〜４であるテフロン（登録商標）からなる。誘電体５は、給電線路１２の長さｈ’と同じ長さ、距離ｄ２／εと同じ幅、および１．５ｍｍの厚みを有する。そして、誘電体５は、地板１、給電線路１２、および導体線路１３１，１３２によって囲まれる領域に地板１、給電線路１２、および導体線路１３１，１３２に接して配置される。
【００７１】
誘電体６は、給電線路１２の長さｈ’と同じ長さ、長さｌ１／εと同じ幅、および１．５ｍｍの厚みを有する。そして、誘電体６は、地板１、給電線路１２、および導体線路１３２によって囲まれる領域に地板１、給電線路１２、および導体線路１３２に接して配置される。
【００７２】
誘電体７は、給電線路１２の長さｈ’と同じ長さ、距離ｄ１／εと同じ幅、および１．５ｍｍの厚みを有する。そして、誘電体７は、地板１、給電線路１２、および導体線路１４１，１４２によって囲まれる領域に地板１、給電線路１２、および導体線路１４１，１４２に接して配置される。
【００７３】
誘電体８は、給電線路１２の長さｈ’と同じ長さ、長さｌ２／εと同じ幅、および１．５ｍｍの厚みを有する。そして、誘電体８は、地板１、給電線路１２、および導体線路１４２によって囲まれる領域に地板１、給電線路１２、および導体線路１４２に接して配置される。
【００７４】
このように、アンテナ装置１０Ａは、アンテナ装置１０の給電線路２および導体線路３，４の配置形状と相似な配置形状を有し、給電線路２および導体線路３，４の寸法を１／ε倍にしたものである。
【００７５】
誘電体５〜８を設けることによって、アンテナ装置１０Ａが送受信する電波の波長は、λ／εになるので、アンテナ装置１０Ａは、アンテナ装置１０のサイズを１／ε倍にしたサイズを有する。
【００７６】
そして、導体線路１３２，１４２の長さをＬ’（＝Ｌ／ε）としたとき、給電線路１２は、導体線路１３１，１４１からの距離が０．１Ｌ’〜０．５Ｌ’の範囲内になるように配置される。
【００７７】
アンテナ装置１０Ａは、図３から図５に示す放射パターンと同じ放射パターンを有する。
【００７８】
このように、誘電体５〜８を設けることによってアンテナ装置１０Ａのサイズを小さくできる。
【００７９】
なお、誘電体５〜８の比誘電率εｒは、２〜４に限らず、一般的には、２〜１０の範囲であればよい。
【００８０】
また、アンテナ装置１０Ａにおいては、距離ｄ１／ε，ｄ２／εは、相互に同じ値であってもよく、異なる値であってもよい。
【００８１】
更に、アンテナ装置１０Ａにおいては、給電線路１２および導体線路１３，１４の全体を覆うように直方体形状の誘電体を地板１上に設けてもよい。
【００８２】
実施の形態１によれば、アンテナ装置１０は、ｘ軸方向に配置された導体線路３２と、ｙ軸方向に配置された導体線路４２と、ｚ軸方向に配置された導体線路３１，４１と、ｚ軸方向に配置された給電線路２とを備え、導体線路３，４の長さが電波の波長λの略４分の１に相当する。その結果、導体線路２１，３１，４１は、ｚ軸方向の偏波成分を送受信し、導体線路３２，４２は、ｘ方向の偏波成分およびｙ方向の偏波成分を送受信する。
【００８３】
また、実施の形態１によれば、アンテナ装置１０Ａは、ｘ軸方向に配置された導体線路１３２と、ｙ軸方向に配置された導体線路１４２と、ｚ軸方向に配置された導体線路１３１，１４１と、ｚ軸方向に配置された給電線路１２と、誘電体５〜８とを備え、導体線路１３，１４の長さがλ／εの略４分の１に相当する。その結果、導体線路１２１，１３１，１４１は、ｚ軸方向の偏波成分を送受信し、導体線路１３２，１４２は、ｘ方向の偏波成分およびｙ方向の偏波成分を送受信する。
【００８４】
従って、実施の形態１によれば、アンテナ装置の小型化を実現でき、マルチパス環境において三重偏波のいずれの偏波も送受信できる。
【００８５】
なお、実施の形態１においては、導体線路３は、「第１の導体線路」を構成し、導体線路４は、「第２の導体線路」を構成する。
【００８６】
また、実施の形態１においては、導体線路３１は、第１の導体線路の「第１の部分」を構成し、導体線路３２は、第１の導体線路の「第２の部分」を構成する。
【００８７】
更に、実施の形態１においては、導体線路４１は、第２の導体線路の「第３の部分」を構成し、導体線路４２は、第２の導体線路の「第４の部分」を構成する。
【００８８】
更に、実施の形態１においては、導体線路３２のうち、給電線路２と導体線路３１との間に配置された部分は、「第５の部分」を構成し、導体線路４２のうち、給電線路２と導体線路４１との間に配置された部分は、「第６の部分」を構成する。
【００８９】
更に、実施の形態１においては、導体線路１３は、「第１の導体線路」を構成し、導体線路１４は、「第２の導体線路」を構成する。
【００９０】
更に、実施の形態１においては、導体線路１３１は、第１の導体線路の「第１の部分」を構成し、導体線路１３２は、第１の導体線路の「第２の部分」を構成する。
【００９１】
更に、実施の形態１においては、導体線路１４１は、第２の導体線路の「第３の部分」を構成し、導体線路１４２は、第２の導体線路の「第４の部分」を構成する。
【００９２】
更に、実施の形態１においては、導体線路１３２のうち、給電線路１２と導体線路１３１との間に配置された部分は、「第５の部分」を構成し、導体線路１４２のうち、給電線路１２と導体線路１４１との間に配置された部分は、「第６の部分」を構成する。
【００９３】
更に、実施の形態１においては、誘電体５および誘電体６は、「第１の誘電体」を構成し、誘電体７および誘電体８は、「第２の誘電体」を構成する。
【００９４】
［実施の形態２］
図９は、実施の形態２によるアンテナ装置の概略図である。図９を参照して、実施の形態２によるアンテナ装置１００は、地板１と、給電線路２０と、導体線路３０，４０とを備える。そして、アンテナ装置１００は、例えば、２．４５ＧＨｚの周波数を有する電波を送受信する。
【００９５】
地板１については、実施の形態１において説明したとおりである。給電線路２０は、導体線路２０１と、給電回路２０２とからなる。導体線路２０１は、例えば、１．５ｍｍφの直径、および長さｈを有する。導体線路２０１は、ｚ軸に沿って地板１に略垂直に配置される。また、導体線路２０１は、その一方端が給電回路２０２に接続され、他方端が導体線路３０，４０の交差部に接続される。
【００９６】
給電回路２０２は、導体線路２０１と接地電位ＧＮＤとの間に接続される。
【００９７】
導体線路３０は、ｘ軸に沿って地板１に略平行に配置される。また、導体線路３０は、その一方端が導体線路２０１の他方端および導体線路４０の一方端に接続されるとともに、導体線路４０と直交する。そして、導体線路３０は、例えば、１．５ｍｍφの直径およびｌ１の長さを有する。
【００９８】
導体線路４０は、ｙ軸に沿って地板１に略平行に配置される。また、導体線路４０は、その一方端が導体線路２０１の他方端および導体線路３０の一方端に接続されるとともに、導体線路３０と直交する。そして、導体線路４０は、例えば、１．５ｍｍφの直径およびｌ２の長さを有する。
【００９９】
このように、アンテナ装置１００は、図１に示すアンテナ装置１０の整合用のショートピンである導体線路３１，３２を削除した構造からなる。
【０１００】
アンテナ装置１００においては、ｘ方向の電流ｉｘは、導体線路３０をｘ軸の正の方向へ流れ、ｙ方向の電流ｉｙは、導体線路４０をｙ軸の負の方向へ流れ、ｚ方向の電流ｉｚは、導体線路２０１をｚ軸の正の方向へ流れる。
【０１０１】
その結果、導体線路３０，４０は、ｘ軸方向の偏波成分とｙ軸方向の偏波成分とを送受信し、導体線路２０１は、ｚ軸方向の偏波成分を送受信する。そして、アンテナ装置１００は、図３から図５に示す放射パターンと同じ放射パターンを有する。
【０１０２】
従って、アンテナ装置１００は、マルチパス環境において三重偏波のいずれの偏波も送受信できる。
【０１０３】
図１０は、実施の形態２による他のアンテナ装置の概略図である。実施の形態２によるアンテナ装置は、図１０に示すアンテナ装置１００Ａであってもよい。
【０１０４】
図１０を参照して、アンテナ装置１００Ａは、図９に示すアンテナ装置１００の給電線路２０を給電線路１２０に代え、導体線路３０，４０を導体線路１３０，１４０に代え、誘電体６０，７０を追加したものであり、その他は、アンテナ装置１００と同じである。そして、アンテナ装置１００Ａは、例えば、２．４５ＧＨｚの周波数を有する電波を送受信する。
【０１０５】
給電線路１２０は、導体線路１２０１と、給電回路１２０２とからなる。導体線路１２０１は、例えば、ｚ軸に沿って地板１に略垂直に配置される。また、導体線路１２０１は、その一方端が給電回路１２０２に接続され、他方端が導体線路１３０，１４０の交差部に接続される。そして、導体線路１２０１は、例えば、１．５ｍｍφの直径、およびｈ／ε（ｍｍ）の長さを有する。なお、εは、誘電体６０，７０の実効比誘電率ε＝（（εｒ＋１）／２）１／２（εｒは、誘電体６０，７０の比誘電率）である。給電回路１２０２は、導体線路１２０１の一方端と接地電位ＧＮＤとの間に接続される。
【０１０６】
導体線路１３０は、ｘ軸に沿って地板１に略平行に配置される。また、導体線路１３０は、その一方端が導体線路１２０１の他方端および導体線路１４０の一方端に接続されるとともに、導体線路１４０と直交する。そして、導体線路１３０は、例えば、１．５ｍｍφの直径およびｌ１／εの長さを有する。
【０１０７】
導体線路１４０は、ｙ軸に沿って地板１に略平行に配置される。また、導体線路１４０は、その一方端が導体線路１２０１の他方端および導体線路１３０の一方端に接続されるとともに、導体線路１３０と直交する。そして、導体線路１４０は、例えば、１．５ｍｍφの直径およびｌ２／εの長さを有する。
【０１０８】
誘電体６０，７０の各々は、例えば、比誘電率εｒが２〜４であるテフロン（登録商標）からなる。誘電体６０は、長さｈ／ε、長さｌ１／εと同じ幅、および１．５ｍｍの厚みを有する。そして、誘電体６０は、地板１および導体線路１３０，１２０１によって囲まれた領域に地板１および導体線路１３０，１２０１に接して配置される。
【０１０９】
誘電体７０は、長さｈ／ε、長さｌ２／εと同じ幅、および１．５ｍｍの厚みを有する。そして、誘電体７０は、地板１および導体線路１４０，１２０１によって囲まれた領域に地板１および導体線路１４０，１２０１に接して配置される。
【０１１０】
このように、アンテナ装置１００Ａは、アンテナ装置１００の給電線路２０および導体線路３０，４０の配置形状と相似な配置形状を有し、給電線路２０および導体線路３０，４０の寸法を１／ε倍にしたものである。
【０１１１】
誘電体６０，７０を設けることによって、アンテナ装置１００Ａが送受信する電波の波長は、λ／εになるので、アンテナ装置１００Ａは、アンテナ装置１００のサイズを１／ε倍にしたサイズを有する。
【０１１２】
そして、アンテナ装置１００Ａは、図３から図５に示す放射パターンと同じ放射パターンを有する。
【０１１３】
このように、誘電体６０，７０を設けることによってアンテナ装置１００Ａのサイズを小さくできる。
【０１１４】
なお、誘電体６０，７０の比誘電率εｒは、２〜４に限らず、一般的には、２〜１０の範囲であればよい。
【０１１５】
また、アンテナ装置１００Ａにおいては、給電線路１２０および導体線路１３０，１４０の全体を覆うように直方体形状の誘電体を地板１上に設けてもよい。
【０１１６】
実施の形態２によれば、アンテナ装置１００は、ｘ軸方向に配置された導体線路３０と、ｙ軸方向に配置された導体線路４０と、ｚ軸方向に配置された給電線路２０とを備え、導体線路３０，４０の長さが電波の波長λの略４分の１よりも短い。その結果、導体線路２０１は、ｚ軸方向の偏波成分を送受信し、導体線路３０，４０は、ｘ方向の偏波成分およびｙ方向の偏波成分を送受信する。
【０１１７】
また、実施の形態２によれば、アンテナ装置１００Ａは、ｘ軸方向に配置された導体線路１３０と、ｙ軸方向に配置された導体線路１４０と、ｚ軸方向に配置された給電線路１２０と、誘電体６０，７０とを備え、導体線路１３０，１４０の長さがλ／εの略４分の１よりも短い。その結果、導体線路１２０１は、ｚ軸方向の偏波成分を送受信し、導体線路１３０，１４０は、ｘ方向の偏波成分およびｙ方向の偏波成分を送受信する。
【０１１８】
従って、実施の形態２によれば、アンテナ装置の小型化を実現でき、マルチパス環境において三重偏波のいずれの偏波も送受信できる。
【０１１９】
なお、実施の形態２においては、導体線路３０は、「第１の導体線路」を構成し、導体線路４０は、「第２の導体線路」を構成する。
【０１２０】
また、実施の形態２においては、導体線路１３０は、「第１の導体線路」を構成し、導体線路１４０は、「第２の導体線路」を構成する。
【０１２１】
更に、実施の形態２においては、誘電体６０は、「第１の誘電体」を構成し、誘電体７０は、「第２の誘電体」を構成する。
【０１２２】
［実施の形態３］
図１１は、実施の形態３によるアンテナ装置の概略図である。図１１を参照して、実施の形態３によるアンテナ装置２００は、地板１と、給電線路２１０と、導体線路２２０，２３０，２４０，２５０とを備える。そして、アンテナ装置２００は、例えば、２．４５ＧＨｚの周波数を有する電波を送受信する。
【０１２３】
地板１については、実施の形態１において説明したとおりである。給電線路２１０は、導体線路２１０１と、給電回路２１０２とからなる。導体線路２１０１は、例えば、１．５ｍｍφの直径、および長さｈを有する。導体線路２１０１は、ｚ軸に沿って地板１に略垂直に配置される。また、導体線路２１０１は、その一方端が給電回路２１０２に接続され、他方端が導体線路２４０，２５０の交差部に接続される。
【０１２４】
給電回路２１０２は、導体線路２１０１と接地電位ＧＮＤとの間に接続される。
【０１２５】
導体線路２２０は、ｚ軸に沿って地板１に略垂直に配置される。そして、導体線路２２０は、例えば、１．５ｍｍφの直径および長さｈを有する。
【０１２６】
導体線路２３０は、ｘ−ｙ平面に沿って地板１に略平行に配置される。また、導体線路２３０は、一方端が導体線路２２０の一方端に接続され、他方端が導体線路２４０，２５０の交差部に接続される。そして、導体線路２３０は、例えば、１．５ｍｍφの直径および長さｄ（＝ｄ１＝ｄ２）を有する。
【０１２７】
導体線路２４０は、ｘ軸に沿って地板１に略平行に配置される。また、導体線路２４０は、その一方端が導体線路２３０の他方端および導体線路２５０の一方端に接続されるとともに、導体線路２５０と直交する。そして、導体線路２４０は、例えば、１．５ｍｍφの直径およびｌ１の長さを有する。
【０１２８】
導体線路２５０は、ｙ軸に沿って地板１に略平行に配置される。また、導体線路２５０は、その一方端が導体線路２３０の他方端および導体線路２４０の一方端に接続されるとともに、導体線路２４０と直交する。そして、導体線路２５０は、例えば、１．５ｍｍφの直径およびｌ２の長さを有する。
【０１２９】
そして、導体線路２３０の長さｄと導体線路２４０の長さｌ１との合計、または導体線路２３０の長さｄと導体線路２５０の長さｌ２との合計をＬ”としたとき、給電線路２１０は、導体線路２２０からの距離が０．１Ｌ”〜０．５Ｌ”の範囲内になるように配置される。
【０１３０】
導体線路２２０は、整合用のショートピンとして機能する。即ち、導体線路２２０は、導体線路２３０，２４０，２５０によって電波を送受信するときのインピーダンスを５０Ωに設定する。
【０１３１】
このように、アンテナ装置２００は、図１に示すアンテナ装置１０の２本の整合用のショートピンを１本の整合用のショートピンに代えた構造からなる。
【０１３２】
図１２は、ｚ軸の正の方向から見たアンテナ装置２００の平面図である。図１２を参照して、導体線路２３０は、導体線路２４０と角度θ１で交差し、導体線路２５０と角度θ２で交差する。
【０１３３】
そして、アンテナ装置２００においては、角度θ１は、角度θ２と等しく、θ１＝θ２＝１３５度である。
【０１３４】
アンテナ装置２００においては、ｘ方向の電流ｉｘは、導体線路２４０をｘ軸の正の方向へ流れ、ｙ方向の電流ｉｙは、導体線路２５０をｙ軸の負の方向へ流れ、ｚ方向の電流ｉｚは、導体線路２２０，２１０１をｚ軸の正の方向へ流れる。そして、導体線路２２０をｚ軸の正の方向へ流れた電流は、導体線路２３０を経由して導体線路２１０１をｚ軸の正の方向へ流れた電流と合体する。その後、合体した電流は、導体線路２４０，２５０へ分岐され、電流ｉｘが導体線路２４０を流れるとともに、電流ｉｙが導体線路２５０を流れる。
【０１３５】
その結果、導体線路２４０，２５０は、ｘ軸方向の偏波成分およびｙ軸方向の偏波成分を送受信し、導体線路２２０，２１０１は、ｚ軸方向の偏波成分を送受信する。そして、アンテナ装置２００は、図３から図５に示す放射パターンと同じ放射パターンを有する。
【０１３６】
従って、アンテナ装置２００は、マルチパス環境において三重偏波のいずれの偏波も送受信できる。
【０１３７】
また、アンテナ装置２００においては、導体線路２２０の長さｈと、導体線路２３０の長さｄと、導体線路２４０の長さｌ１との合計は、９．６ｍｍ＋３．０ｍｍ＋１７．７ｍｍ＝３０．３ｍｍとなる。また、導体線路２２０の長さｈと、導体線路２３０の長さｄと、導体線路２５０の長さｌ２との合計は、９．６ｍｍ＋３．０ｍｍ＋１７．７ｍｍ＝３０．３ｍｍとなる。そして、この３０．３ｍｍの値は、アンテナ装置２００が送受信する電波の波長λの略４分の１に相当する。
【０１３８】
従って、アンテナ装置２００の小型化を実現できる。
【０１３９】
なお、アンテナ装置２００においては、角度θ１は、角度θ２と等しくなくてもよい。そして、角度θ１は、一般的には、９０度＜θ１≦１８０度の範囲に設定される。この場合、角度θ２は、９０度≦θ２＜２７０度の範囲に設定される。
【０１４０】
図１３は、実施の形態３による他のアンテナ装置の概略図である。実施の形態３によるアンテナ装置は、図１３に示すアンテナ装置２００Ａであってもよい。
【０１４１】
図１３を参照して、アンテナ装置２００Ａは、アンテナ装置２００の給電線路２１０を給電線路３１０に代え、導体線路２２０，２３０，２４０，２５０をそれぞれ導体線路３２０，３３０，３４０，３５０に代え、誘電体２６０，２７０，２８０を追加したものであり、その他は、アンテナ装置２００と同じである。そして、アンテナ装置２００Ａは、例えば、２．４５ＧＨｚの周波数を有する電波を送受信する。
【０１４２】
給電線路３１０は、導体線路３１０１と、給電回路３１０２とからなる。導体線路３１０１は、例えば、ｚ軸に沿って地板１に略垂直に配置される。また、導体線路３１０１は、その一方端が給電回路３１０２に接続され、他方端が導体線路３３０，３４０，３５０の交差部に接続される。そして、導体線路３１０１は、例えば、１．５ｍｍφの直径、およびｈ／ε（ｍｍ）の長さを有する。なお、εは、誘電体２６０，２７０，２８０の実効比誘電率ε＝（（εｒ＋１）／２）１／２（εｒは、誘電体２６０，２７０，２８０の比誘電率）である。給電回路３１０２は、導体線路３１０１の一方端と接地電位ＧＮＤとの間に接続される。
【０１４３】
導体線路３２０は、ｚ軸に沿って地板１に略垂直に配置される。そして、導体線路３２０は、例えば、１．５ｍｍφの直径および長さｈ／εを有する。
【０１４４】
導体線路３３０は、ｘ−ｙ平面に沿って地板１に略平行に配置される。また、導体線路３３０は、一方端が導体線路３２０の一方端に接続され、他方端が導体線路３４０，３５０の交差部に接続される。そして、導体線路３３０は、例えば、１．５ｍｍφの直径および長さｄ／εを有する。
【０１４５】
導体線路３４０は、ｘ軸に沿って地板１に略平行に配置される。また、導体線路３４０は、その一方端が導体線路３３０の他方端および導体線路３５０の一方端に接続されるとともに、導体線路３５０と直交する。そして、導体線路３４０は、例えば、１．５ｍｍφの直径およびｌ１／εの長さを有する。
【０１４６】
導体線路３５０は、ｙ軸に沿って地板１に略平行に配置される。また、導体線路３５０は、その一方端が導体線路３３０の他方端および導体線路３４０の一方端に接続されるとともに、導体線路３４０と直交する。そして、導体線路３５０は、例えば、１．５ｍｍφの直径およびｌ２／εの長さを有する。
【０１４７】
誘電体２６０，２７０，２８０の各々は、例えば、比誘電率εｒが２〜４であるテフロン（登録商標）からなる。誘電体２６０は、給電線路３１０の長さｈ／εと同じ長さ、距離ｄ／εと同じ幅、および１．５ｍｍの厚みを有する。そして、誘電体２６０は、地板１、給電線路３１０、および導体線路３２０，３３０によって囲まれる領域に地板１、給電線路３１０、および導体線路３２０，３３０に接して配置される。
【０１４８】
誘電体２７０は、給電線路３１０の長さｈ／εと同じ長さ、長さｌ１／εと同じ幅、および１．５ｍｍの厚みを有する。そして、誘電体２７０は、地板１、給電線路３１０、および導体線路３４０によって囲まれる領域に地板１、給電線路３１０、および導体線路３４０に接して配置される。
【０１４９】
誘電体２８０は、給電線路３１０の長さｈ／εと同じ長さ、長さｌ２／εと同じ幅、および１．５ｍｍの厚みを有する。そして、誘電体２８０は、地板１、給電線路３１０、および導体線路３５０によって囲まれる領域に地板１、給電線路３１０、および導体線路３５０に接して配置される。
【０１５０】
アンテナ装置２００Ａにおいては、導体線路３３０は、導体線路３４０と角度θ１を成し、導体線路３３０は、導体線路３５０と角度θ２を成す。そして、角度θ１，θ２は、アンテナ装置２００と同じように設定される。
【０１５１】
このように、アンテナ装置２００Ａは、アンテナ装置２００の給電線路２１０および導体線路２２０，２３０，２４０，２５０の配置形状と相似な配置形状を有し、給電線路２１０および導体線路２２０，２３０，２４０，２５０の寸法を１／ε倍にしたものである。
【０１５２】
誘電体２６０，２７０，２８０を設けることによって、アンテナ装置２００Ａが送受信する電波の波長は、λ／εになるので、アンテナ装置２００Ａは、アンテナ装置２００のサイズを１／ε倍にしたサイズを有する。
【０１５３】
アンテナ装置２００Ａにおいては、導体線路３２０の長さｈ／εと、導体線路３３０の長さｄ／εと、導体線路３４０の長さｌ１／εとの合計は、９．６／ε（ｍｍ）＋３．０／ε（ｍｍ）＋１７．７／ε（ｍｍ）＝３０．３／ε（ｍｍ）となる。また、導体線路３２０の長さｈ／εと、導体線路３３０の長さｄ／εと、導体線路３５０の長さｌ２／εとの合計は、９．６／ε（ｍｍ）＋３．０／ε（ｍｍ）＋１７．７／ε（ｍｍ）＝３０．３／ε（ｍｍ）となる。そして、この３０．３／ε（ｍｍ）の値は、アンテナ装置２００Ａが送受信する電波の波長λ／εの略４分の１に相当する。
【０１５４】
そして、導体線路３３０の長さｄ／εと導体線路３４０の長さｌ１／εとの合計、または導体線路３３０の長さｄ／εと導体線路３５０の長さｌ２／εとの合計をＬＬとしたとき、給電線路３１０は、導体線路３２０からの距離が０．１ＬＬ〜０．５ＬＬの範囲内になるように配置される。
【０１５５】
アンテナ装置２００Ａは、図３から図５に示す放射パターンと同じ放射パターンを有する。
【０１５６】
このように、誘電体２６０，２７０，２８０を設けることによってアンテナ装置２００Ａのサイズを小さくできる。
【０１５７】
なお、誘電体２６０，２７０，２８０の比誘電率εｒは、２〜４に限らず、一般的には、２〜１０の範囲であればよい。
【０１５８】
また、アンテナ装置２００Ａにおいては、給電線路３１０および導体線路３２０，３３０，３４０，３５０の全体を覆うように直方体形状の誘電体を地板１上に設けてもよい。
【０１５９】
実施の形態３によれば、アンテナ装置２００は、ｘ軸方向に配置された導体線路２４０と、ｙ軸方向に配置された導体線路２５０と、ｚ軸方向に配置された導体線路２２０と、ｚ軸方向に配置された給電線路２１０とを備える。その結果、導体線路２２０，２１０１は、ｚ軸方向の偏波成分を送受信し、導体線路２４０，２５０は、ｘ方向の偏波成分およびｙ方向の偏波成分を送受信する。また、アンテナ装置２００においては、導体線路２２０、導体線路２３０および導体線路２４０の合計の長さ、および導体線路２２０、導体線路２３０および導体線路２５０の合計の長さは、アンテナ装置２００が送受信する電波の波長λの略４分の１に相当する。
【０１６０】
また、実施の形態３によれば、アンテナ装置２００Ａは、ｘ軸方向に配置された導体線路３４０と、ｙ軸方向に配置された導体線路３５０と、ｚ軸方向に配置された導体線路１３２０と、ｚ軸方向に配置された給電線路３１０と、誘電体２６０，２７０，２８０とを備える。その結果、導体線路３２０，３１０１は、ｚ軸方向の偏波成分を送受信し、導体線路３４０，３５０は、ｘ方向の偏波成分およびｙ方向の偏波成分を送受信する。また、アンテナ装置２００Ａにおいては、導体線路３２０、導体線路３３０および導体線路３４０の合計の長さ、および導体線路３２０、導体線路３３０および導体線路３５０の合計の長さは、アンテナ装置２００Ａが送受信する電波の波長λ／εの略４分の１に相当する。
【０１６１】
従って、実施の形態３によれば、アンテナ装置の小型化を実現でき、マルチパス環境において三重偏波のいずれの偏波も送受信できる。
【０１６２】
なお、実施の形態３においては、導体線路２４０は、「第１の導体線路」を構成し、導体線路２５０は、「第２の導体線路」を構成し、導体線路２３０は、「第３の導体線路」を構成し、導体線路２２０は、「第４の導体線路」を構成する。
【０１６３】
また、実施の形態３においては、導体線路３４０は、「第１の導体線路」を構成し、導体線路３５０は、「第２の導体線路」を構成し、導体線路３３０は、「第３の導体線路」を構成し、導体線路３２０は、「第４の導体線路」を構成する。
【０１６４】
更に、実施の形態３においては、誘電体２７０は、「第１の誘電体」を構成し、誘電体２８０は、「第２の誘電体」を構成し、誘電体２６０は、「第３の誘電体」を構成する。
【０１６５】
図１４は、この発明の実施の形態によるアンテナ装置１０,１０Ａ，１００，１００Ａ，２００，２００Ａを備えた無線装置の概略図である。図１４を参照して、無線装置４００は、アンテナ４１０と、送受信部４２０とを備える。
【０１６６】
アンテナ４１０は、上述したアンテナ装置１０,１０Ａ，１００，１００Ａ，２００，２００Ａのいずれかからなる。
【０１６７】
無線装置４００およびセンサー４３０は、例えば、プリンタの内部に設置される。そして、センサー４３０は、プリンタのプリンタ用紙の枚数を検知し、その検知した枚数を示す検知信号を無線装置４００の送受信部４２０へ出力する。
【０１６８】
送受信部４２０は、センサー４３０から検知信号を受け、その受けた検知信号をアンテナ４１０を介して他の無線装置へ送信する。
【０１６９】
また、送受信部４２０は、他の無線装置からの検知信号をアンテナ４１０を介して受信し、その受信した検知信号をセンサー４３０へ出力する。
【０１７０】
アンテナ装置１０,１０Ａ，１００，１００Ａ，２００，２００Ａは、上述したように、電波の波長の略４分の１に相当するサイズを有し、マルチパス環境においても、三重偏波のいずれの偏波成分も送受信できる。
【０１７１】
従って、無線装置４００およびセンサー４３０をプリンタの狭小な空間に配置でき、無線装置４００は、その狭小な空間において信号を正確に送受信できる。
【０１７２】
なお、無線装置４００およびセンサー４３０は、プリンタに限らず、一般的に、券売機等のＩＣＴ機器内に設置される。
【０１７３】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【０１７４】
この発明は、三重偏波のいずれの偏波も送受信可能なアンテナ装置、およびそのアンテナ装置を備えた無線装置に適用される。
【符号の説明】
【０１７５】
１ 地板、２，１２，２０，１２０，２１０，３１０ 給電線路、３，４，１３，１４，２１，３０，３１，３２，４０，４１，４２，１２１，１３０，１３１，１３２，１４０，１４１，１４２，２０１，２２０，２３０，２４０，２５０，３２０，３３０，３４０，３５０，１２０１，２１０１，３１０１ 導体線路、５〜８，６０，７０，２６０，２７０，２８０ 誘電体、１０，１０Ａ，１００，１００Ａ，２００，２００Ａ アンテナ装置、２２，１２２，２０２，１２０２，２１０２，３１０２ 給電回路。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、アンテナ装置およびそれを備えた無線装置に関し、特に、マルチパスフェージング環境に適したアンテナ装置およびそれを備えた無線装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、プリンタおよび券売機等のＩＣＴ（Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）機器では、プリンタ用紙や紙幣の有無をセンサーによって読み取り、その読み取った情報を制御部へ有線で伝送することが行なわれている。
【０００３】
数十個〜数百個という非常に多くのセンサーが配置されたＩＣＴ機器では、制御線の線噛みトラブルなどが多発し、製造工程や保守などにおいて時間と労力がかかるという問題がある。
【０００４】
そこで、そのようなワイヤハーネスを全て無線化すれば、上記の問題が発生しない。この場合、各センサーと制御部との情報のやり取りは、無線通信によって行なわれる。
【０００５】
機器内の無線通信において、回線が成立するか否かは、各センサーと制御部との間の電波の伝搬環境に大きく依存する。
【０００６】
ＩＣＴ機器内は、電波の障害物となる様々な成形品（プラスチック製および金属製等）で構成されている。また、ＩＣＴ機器筐体の外部は、金属などで囲まれた非常に込み入った狭い空間である。
【０００７】
無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）や携帯電話等の従来の無線通信環境は、屋内や屋外などであり、空間的にも広い環境であることから、ＩＣＴ機器内は、特殊な通信環境である。
【０００８】
この特殊環境においては、時間的に受信電力レベルが変動する環境ではないが、周波数によって受信電力レベルが異なり、受信電力レベルが大きく低下する深い落ち込み（ディップ）が生じる周波数が多数存在する。
【０００９】
また、この特殊環境においては、制御部からセンサーまでのＩＣＴ機器内の伝搬損失の累積確率分布は、概ね、レイリー分布に従っており、この特殊環境は、制御部からの直接波がセンサーで受信されず、多重反射波が支配的なマルチパスリッチ環境である。
【００１０】
電波環境は、センサーの位置によって異なるため、深いディップが発生する周波数では、受信感度が閾値を下回ると、回線が成立しない。それを回避して無線通信の信頼性を向上させるには、適応チャネル制御やダイバーシチ等による対策が必要である。
【００１１】
従来の有線で確保されてきた信頼性と同等の性能を無線通信でも得るには、上記の技術の組合せのみならず、更に別の対策を施さなければ、十分な信頼性を得ることはできない。
【００１２】
その対策の１つとして、各センサー位置でのアンテナの受信レベルを向上させる技術がある。センサー側でダイバーシチやアダプティブアレーアンテナ技術を用いれば、受信レベルの向上が期待できる。しかし、狭いＩＣＴ機器内では、センサーの配置スペースは、非常に小さく、複数のアンテナを設置できない。また、全てのセンサーでアダプティブ制御を実行すると、消費電力が増大し、現在のＩＣＴ機器の省エネルギー化の潮流に反する。従って、低消費電力でディップを保障して所要の受信感度レベルを確保することが重要である。
【００１３】
近年、マルチパスフェージングの対策として、多重反射波を１つ（多くとも２つ）の偏波を持つアンテナで受信するのではなく、３つの偏波で受信するアンテナが提案されている（特許文献１）。
【００１４】
このアンテナの基本構成は、３つのダイポールアンテナの各々に受信部を備え、３つのダイポールアンテナが自由空間の３方向に直交するように配置するものである。そして、従来のアンテナでは、単一偏波あるいは直交２偏波で送受信を行なうのに対し、このアンテナは、第３の偏波方向のアンテナを新たに設置して問題を解決している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２００１−２３７７５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかし、制御部が単一あるいは複数のアンテナを備えているか、あるいは１つまたは２つの偏波を持つアンテナを備えているかに関係なく、ＩＣＴ機器内の制御部からセンサーまでの伝搬環境は、マルチパスフェージングが発生し、センサーでの受信電力レベルは大きく低下するという問題がある。
【００１７】
また、３つの偏波方向においてエネルギー成分を持つ受信信号を３つのダイポールアンテナを用いて受信することによってマルチパスフェージングによる特性劣化を改善できるが、アンテナが大型であるため、ＩＣＴ機器内部の狭小空間には設置できないという問題がある。
【００１８】
そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、小型で、かつ、狭いＩＣＴ機器内部のマルチパス環境においても三重偏波のいずれの偏波も送受信可能なアンテナ装置を提供することである。
【００１９】
また、この発明の別の目的は、小型で、かつ、狭いＩＣＴ機器内部のマルチパス環境においても三重偏波のいずれの偏波も送受信可能なアンテナ装置を備えた無線装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
この発明によれば、アンテナ装置は、ギガヘルツ帯の周波数を有する電波を送受信するアンテナ装置であって、地板と、給電線路と、第１および第２の導体線路とを備える。給電線路は、地板に略垂直に配置される。第１の導体線路は、一方端が給電線路の一方端に接続され、地板に略平行に配置される。第２の導体線路は、一方端が給電線路の一方端に接続され、地板に略平行に配置されるとともに第１の導体線路に略直交する。そして、第１および第２の導体線路の各々は、送受信される電波の波長の略４分の１に等しい長さを有する。
【００２１】
また、この発明によれば、アンテナ装置は、ギガヘルツ帯の周波数を有する電波を送受信するアンテナ装置であって、地板と、給電線路と、第１から第４の導体線路とを備える。給電回路は、地板に略垂直に配置される。第１の導体線路は、一方端が給電線路の一方端に接続され、地板に略平行に配置される。第２の導体線路は、一方端が給電線路の一方端に接続され、地板に略平行に配置されるとともに第１の導体線路に略直交する。第３の導体線路は、地板に略平行に配置されるとともに、一方端が給電線路の一方端に接続され、第１および第２の導体線路から遠ざかる方向へ延伸している。第４の導体線路は、一方端が地板に略垂直に接続され、他方端が第３の導体線路の他方端に接続される。そして、地板に平行な平面内において第３の導体線路が第１の導体線路となす角度は、９０度よりも大きく、かつ、１８０度以下である。また、第１の導体線路の長さと第３の導体線路の長さと第４の導体線路の長さとの第１の合計は、送受信される電波の波長の略４分の１に等しい。更に、第２の導体線路の長さと第３の導体線路の長さと第４の導体線路の長さとの第２の合計は、送受信される電波の波長の略４分の１に等しい。更に、第３の導体線路の長さは、第１の合計の１０分の１から２分の１の範囲である。
【００２２】
更に、この発明によれば、アンテナ装置は、ギガヘルツ帯の周波数を有する電波を送受信するアンテナ装置であって、地板と、給電線路と、第１および第２の導体線路とを備える。給電線路は、地板に略垂直に配置される。第１の導体線路は、略Ｌ字形状からなり、地板に略垂直に配置された第１の部分と地板に略平行に配置された第２の部分とを有する。第２の導体線路は、略Ｌ字形状からなり、地板に略垂直に配置された第３の部分と地板に略平行に配置された第４の部分とを有する。第２の部分は、第４の部分と略直交する。給電線路は、地板と反対側の一方端が第２の部分と第４の部分との直交部に接続される。第１および第２の導体線路の各々は、送受信される電波の波長の略４分の１に等しい長さを有する。第２の部分のうち、第１の部分から直交部までの第５の部分の長さは、第２の部分の長さの１０分の１から２分の１の範囲である。第４の部分のうち、第３の部分から直交部までの第６の部分の長さは、第４の部分の長さの１０分の１から２分の１の範囲である。
【００２３】
更に、この発明によれば、無線装置は、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のアンテナ装置を備える。
【発明の効果】
【００２４】
この発明の実施の形態によるアンテナ装置は、ギガヘルツ帯の周波数を有する電波を送受信する。そして、給電線路は、ｚ軸方向の偏波成分を送受信し、第１および第２の導体線路は、ｘ軸方向の偏波成分およびｙ軸方向の偏波成分を送受信する。また、第１および第２の導体線路の各々は、送受信される電波の波長の略４分の１に等しい長さを有する。
【００２５】
従って、アンテナ装置の小型化を実現でき、三重偏波のいずれの偏波成分も送受信できる。
【００２６】
また、この発明の実施の形態によるアンテナ装置は、ギガヘルツ帯の周波数を有する電波を送受信する。そして、第１および第２の導体線路は、ｘ軸方向の偏波成分およびｙ軸方向の偏波成分を送受信し、給電線路および第４の導体線路は、ｚ軸方向の偏波成分を送受信する。また、第１の導体線路の長さと第３の導体線路の長さと第４の導体線路の長さとの第１の合計は、送受信される電波の波長の略４分の１に等しく、第２の導体線路の長さと第３の導体線路の長さと第４の導体線路の長さとの第２の合計は、送受信される電波の波長の略４分の１に等しい。
【００２７】
従って、アンテナ装置の小型化を実現でき、三重偏波のいずれの偏波成分も送受信できる。
【００２８】
更に、この発明の実施の形態によるアンテナ装置は、ギガヘルツ帯の周波数を有する電波を送受信する。そして、第１の導体線路の第２の部分および第２の導体線路の第４の部分は、ｘ軸方向の偏波成分およびｙ軸方向の偏波成分を送受信し、第１の導体線路の第１の部分、第２の導体線路の第３の部分および給電線路は、ｚ軸方向の偏波成分を送受信する。また、第１および第２の導体線路の各々は、送受信される電波の波長の略４分の１に等しい長さを有する。
【００２９】
従って、アンテナ装置の小型化を実現でき、三重偏波のいずれの偏波成分も送受信できる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】この発明の実施の形態１によるアンテナ装置の概略図である。
【図２】図１に示すアンテナ装置の反射特性の周波数依存性を示す図である。
【図３】図１に示すアンテナ装置のｘ−ｚ平面における放射特性を示す図である。
【図４】図１に示すアンテナ装置のｙ−ｚ平面における放射特性を示す図である。
【図５】図１に示すアンテナ装置のｘ−ｙ平面における放射特性を示す図である。
【図６】図１に示すアンテナ装置を流れる電流経路の概略図である。
【図７】図１に示す導体線路３２，４２の長さを２０．７ｍｍに固定し、距離ｄ１，ｄ２を変化させたときの反射特性の周波数依存性を示す図である。
【図８】実施の形態１による他のアンテナ装置の概略図である。
【図９】実施の形態２によるアンテナ装置の概略図である。
【図１０】実施の形態２による他のアンテナ装置の概略図である。
【図１１】実施の形態３によるアンテナ装置の概略図である。
【図１２】ｚ軸の正の方向から見たアンテナ装置の平面図である。
【図１３】実施の形態３による他のアンテナ装置の概略図である。
【図１４】この発明の実施の形態によるアンテナ装置を備えた無線装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００３２】
［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１によるアンテナ装置の概略図である。図１を参照して、この発明の実施の形態１によるアンテナ装置１０は、地板１と、給電線路２と、導体線路３，４とを備える。そして、アンテナ装置１０は、例えば、２．４５ＧＨｚの周波数を有する電波を送受信する。
【００３３】
地板１は、略四角形の平板形状を有し、金属からなる。そして、地板１は、例えば、ｘ−ｙ平面に沿って配置される。
【００３４】
給電線路２は、導体線路２１と、給電回路２２とからなる。導体線路２１は、例えば、ｚ軸に沿って、地板１に略垂直に配置される。また、導体線路２１は、その一方端が給電回路２２に接続され、他方端が導体線路３，４の交差部に接続される。そして、導体線路２１は、例えば、１．５ｍｍφの直径、および９．６ｍｍの長さｈを有する。給電回路２２は、導体線路２１の一方端と接地電位ＧＮＤとの間に接続される。
【００３５】
導体線路３は、略Ｌ字形状を有する。そして、導体線路３は、例えば、１．５ｍｍφの直径、および３０．３ｍｍの長さＬ１を有する。この３０．３ｍｍの長さは、アンテナ装置１０が送受信する電波の波長λの略４分の１に相当する。
【００３６】
導体線路３は、導体線路３１，３２からなる。導体線路３１は、給電線路２から距離ｄ２の位置でｚ軸に沿って地板１に略垂直に配置され、長さｈを有する。距離ｄ２は、例えば、３．０ｍｍである。
【００３７】
導体線路３２は、ｘ軸に沿って地板１に略平行に配置される。また、導体線路３２は、その一方端が導体線路３１の一方端に接続され、導体線路３１から距離ｄ２の位置で給電線路２の他方端に接続されるとともに導体線路４と直交する。そして、導体線路３２は、ｌ１＋ｄ２＝１７．７ｍｍ＋３．０ｍｍ＝２０．７ｍｍの長さを有する。
【００３８】
導体線路４は、略Ｌ字形状を有する。そして、導体線路４は、例えば、１．５ｍｍφの直径、および３０．３ｍｍの長さＬ２を有する。このように、導体線路４は、導体線路３と同じ長さを有し、波長λの略４分の１に相当する長さを有する。
【００３９】
導体線路４は、導体線路４１，４２からなる。導体線路４１は、給電線路２から距離ｄ１の位置でｚ軸に沿って地板１に略垂直に配置され、長さｈを有する。距離ｄ１は、例えば、３．０ｍｍである。
【００４０】
導体線路４２は、ｙ軸に沿って地板１に略平行に配置される。また、導体線路４２は、その一方端が導体線路４１の一方端に接続され、導体線路４１から距離ｄ１の位置で給電線路２の他方端に接続されるとともに導体線路３２と直交する。そして、導体線路４２は、ｌ２＋ｄ１＝１７．７ｍｍ＋３．０ｍｍ＝２０．７ｍｍの長さを有する。
【００４１】
導体線路３１は、整合用のショートピンとして機能する。即ち、導体線路３１は、導体線路３で電波を送受信するときのインピーダンスを５０Ωに設定する。また、導体線路４１も、整合用のショートピンとして機能し、導体線路４で電波を送受信するときのインピーダンスを５０Ωに設定する。
【００４２】
図２は、図１に示すアンテナ装置１０の反射特性の周波数依存性を示す図である。図２において、縦軸は、反射係数Ｓ１１を表し、横軸は、周波数を表す。
【００４３】
図２を参照して、反射係数Ｓ１１は、２．４５ＧＨｚの周波数で最小となっている。従って、アンテナ装置１０は、２．４５ＧＨｚの周波数で共振し、２．４５ＧＨｚの周波数を有する電波を送受信できる。
【００４４】
図３は、図１に示すアンテナ装置１０のｘ−ｚ平面における放射特性を示す図である。図３において、曲線ｋ１は、ｘ方向の偏波の放射パターンを示し、曲線ｋ２は、ｙ方向の偏波の放射パターンを示し、曲線ｋ３は、ｚ方向の偏波の放射パターンを示す。また、図３においては、地板１は、無限大のサイズを仮定しているため、＋ｚ軸方向のみの放射パターンが図示されている。
【００４５】
また、図４は、図１に示すアンテナ装置１０のｙ−ｚ平面における放射特性を示す図である。図４において、曲線ｋ４は、ｙ方向の偏波の放射パターンを示し、曲線ｋ５は、ｘ方向の偏波の放射パターンを示し、曲線ｋ６は、ｚ方向の偏波の放射パターンを示す。また、図４においても、地板１は、無限大のサイズを仮定しているため、＋ｚ軸方向のみの放射パターンが図示されている。
【００４６】
更に、図５は、図１に示すアンテナ装置１０のｘ−ｙ平面における放射特性を示す図である。図５において、曲線ｋ７は、ｚ方向の偏波の放射パターンを示す。また、図５においては、ｘ方向の偏波およびｙ方向の偏波は、存在しないため、ｘ方向の偏波の放射パターンおよびｙ方向の偏波の放射パターンは、図示されていない。
【００４７】
ｘ軸方向の偏波の放射パターンは、ｘ軸方向にダイポールアンテナを配置したときに比べてビーム幅が広がっており、双峰性の放射パターンとなっているが（図３の曲線ｋ１参照）、ｘ軸方向およびｙ軸方向には、放射していないので、反射板付きｘ軸方向ダイポールアンテナと同様の放射パターンである。
【００４８】
一方、ｙ軸方向の偏波の放射パターンも、ｘ軸方向の偏波の放射パターンとｘ−ｚ面とｙ−ｚ面の放射パターンとが逆になっているだけなので（曲線ｋ１，ｋ２，ｋ４，ｋ５参照）、反射板付きｙ軸方向ダイポールアンテナと同様の放射パターンである。
【００４９】
ｚ軸方向の偏波の放射パターンは、ｚ軸方向には放射がなく、水平面内で無指向性に近いパターンであるため、ｚ軸方向に沿って配置されたモノポールアンテナと同じ放射パターンを有する（曲線ｋ７参照）。
【００５０】
図６は、図１に示すアンテナ装置１０を流れる電流経路の概略図である。図６を参照して、給電線路２および導体線路３，４上をｘ方向、ｙ方向およびｚ方向に流れる電流ｉｘ，ｉｙ，ｉｚは、次式によって表される。
【００５１】
ｉｘ＝ｉ１（ｘ）ｅｘ・・・（１）
ｉｙ＝ｉ２（ｙ）ｅｙ・・・（２）
ｉｚ＝ｉ３（ｚ）ｅｚ・・・（３）
ここで、ｅｘ，ｅｙ，ｅｚは、それぞれ、ｘ方向、ｙ方向およびｚ方向の単位ベクトルである。また、ｉ１（ｘ），ｉ２（ｙ），ｉ３（ｚ）は、それぞれ、ｘ方向、ｙ方向およびｚ方向の電流の複素振幅である。
【００５２】
ｘ軸方向の偏波の放射パターンは、導体線路３，４上をｘ軸方向に流れる電流ｉｘによって生じている。また、ｙ軸方向の偏波の放射パターンは、導体線路３，４をｙ方向に流れる電流ｉｙによって生じている。更に、ｚ軸方向の偏波の放射パターンは、給電線路２および導体線路３，４をｚ方向に流れる電流ｉｚによって生じている。
【００５３】
図３〜図５に示す放射パターンの結果と、図６に示す電流経路の説明とから解るように、アンテナ装置１０は、ｘ軸、ｙ軸およびｚ軸に個別にダイポールアンテナを配置したときに得られる放射パターンと概ね同じ放射パターンを単一のアンテナで実現した三重偏波アンテナである。
【００５４】
単一偏波のアンテナは、式（１）〜式（３）のうちのいずれかの電流成分しか持たないため、それに直交する偏波を受信できない。
【００５５】
一方、アンテナ装置１０は、ｉｘ，ｉｙ，ｉｚの３成分を持つので、いずれかの偏波で必ず信号を受信できる。
【００５６】
図７は、図１に示す導体線路３２，４２の長さを２０．７ｍｍに固定し、距離ｄ１，ｄ２を変化させたときの反射特性の周波数依存性を示す図である。図７において、縦軸は、反射係数Ｓ１１を表し、横軸は、周波数を表す。なお、図７は、距離ｄ１，ｄ２を同じ値に設定して距離ｄ１，ｄ２を変化させたときの反射特性の周波数依存性を示す。
【００５７】
図７を参照して、反射係数Ｓ１１は、距離ｄ１，ｄ２が２ｍｍ，３ｍｍ，４ｍｍ，５ｍｍ，６ｍｍ，７ｍｍ，８ｍｍ，９ｍｍ，１０ｍｍであるとき、−１０ｄＢよりも低くなる。即ち、導体線路３２，４２の長さをＬ（＝ｄ１＋ｌ２＝ｄ２＋ｌ１）としたとき、反射係数Ｓ１１は、距離ｄ１，ｄ２が、概ね、０．１Ｌ〜０．５Ｌの範囲であるとき、−１０ｄＢよりも低くなる。
【００５８】
従って、給電線路２と導体線路３１，４１との距離ｄ１＝ｄ２は、０．１Ｌ〜０．５Ｌの範囲に設定される。そして、アンテナ装置１０は、給電線路２と導体線路３１，４１との距離ｄ１＝ｄ２を０．１Ｌ〜０．５Ｌの範囲に設定することによって２．４５ＧＨｚの周波数を有する電波を低反射で送受信できる。
【００５９】
なお、上記においては、距離ｄ１，ｄ２は、同じ値に設定されると説明したが、実施の形態１においては、これに限らず、距離ｄ１，ｄ２は、０．１Ｌ〜０．５Ｌの範囲内で相互に異なる値に設定されてもよい。
【００６０】
図８は、実施の形態１による他のアンテナ装置の概略図である。なお、図８においては、地板１の一部が省略されている。実施の形態１によるアンテナ装置は、図８に示すアンテナ装置１０Ａであってもよい。
【００６１】
図８を参照して、アンテナ装置１０Ａは、図１に示すアンテナ装置１０の給電線路２を給電線路１２に代え、導体線路３，４をそれぞれ導体線路１３，１４に代え、誘電体５〜８を追加したものであり、その他は、アンテナ装置１０と同じである。そして、アンテナ装置１０Ａは、例えば、２．４５ＧＨｚの周波数を有する電波を送受信する。
【００６２】
給電線路１２は、導体線路１２１と、給電回路１２２とからなる。導体線路１２１は、例えば、ｚ軸に沿って、地板１に略垂直に配置される。また、導体線路１２１は、その一方端が給電回路１２２に接続され、他方端が導体線路１３，１４の交差部に接続される。そして、導体線路１２１は、誘電体５〜８の実効比誘電率をε＝（（εｒ＋１）／２）１／２（εｒは、誘電体５〜８の比誘電率）としたとき、例えば、１．５ｍｍφの直径、および９．６／ε（ｍｍ）の長さｈ’（＝ｈ／ε）を有する。給電回路１２２は、導体線路１２１の一方端と接地電位ＧＮＤとの間に接続される。
【００６３】
導体線路１３は、略Ｌ字形状を有する。そして、導体線路１３は、例えば、１．５ｍｍφの直径、および３０．３／ε（ｍｍ）の長さＬ’１（＝λ／εの略４分の１）を有する。
【００６４】
導体線路１３は、導体線路１３１，１３２からなる。導体線路１３１は、給電線路２から距離ｄ２／εの位置でｚ軸に沿って地板１に略垂直に配置され、長さｈ’を有する。
【００６５】
導体線路１３２は、ｘ軸に沿って地板１に略平行に配置される。また、導体線路１３２は、その一方端が導体線路１３１の一方端に接続され、導体線路１３１から距離ｄ２／εの位置で給電線路１２の他方端に接続されるとともに導体線路１４と直交する。そして、導体線路１３２は、２０．７／ε（ｍｍ）の長さを有する。
【００６６】
導体線路１４は、略Ｌ字形状を有する。そして、導体線路１４は、例えば、１．５ｍｍφの直径、および３０．３／ε（ｍｍ）の長さＬ’２（＝λ／εの略４分の１）を有する。このように、導体線路１４は、導体線路１３と同じ長さを有する。
【００６７】
導体線路１４は、導体線路１４１，１４２からなる。導体線路１４１は、給電線路１２から距離ｄ１／εの位置でｚ軸に沿って地板１に略垂直に配置され、長さｈ’を有する。
【００６８】
導体線路１４２は、ｙ軸に沿って地板１に略平行に配置される。また、導体線路１４２は、その一方端が導体線路１４１の一方端に接続され、導体線路１４１から距離ｄ１／εの位置で給電線路１２の他方端に接続されるとともに導体線路１３２と直交する。そして、導体線路１４２は、２０．７／ε（ｍｍ）の長さを有する。
【００６９】
導体線路１３１および導体線路１４１は、整合用のショートピンとして機能する。即ち、導体線路１３１は、導体線路１３で電波を送受信するときのインピーダンスを５０Ωに設定する。また、導体線路１４１は、導体線路１４で電波を送受信するときのインピーダンスを５０Ωに設定する。
【００７０】
誘電体５〜８の各々は、例えば、比誘電率εｒが２〜４であるテフロン（登録商標）からなる。誘電体５は、給電線路１２の長さｈ’と同じ長さ、距離ｄ２／εと同じ幅、および１．５ｍｍの厚みを有する。そして、誘電体５は、地板１、給電線路１２、および導体線路１３１，１３２によって囲まれる領域に地板１、給電線路１２、および導体線路１３１，１３２に接して配置される。
【００７１】
誘電体６は、給電線路１２の長さｈ’と同じ長さ、長さｌ１／εと同じ幅、および１．５ｍｍの厚みを有する。そして、誘電体６は、地板１、給電線路１２、および導体線路１３２によって囲まれる領域に地板１、給電線路１２、および導体線路１３２に接して配置される。
【００７２】
誘電体７は、給電線路１２の長さｈ’と同じ長さ、距離ｄ１／εと同じ幅、および１．５ｍｍの厚みを有する。そして、誘電体７は、地板１、給電線路１２、および導体線路１４１，１４２によって囲まれる領域に地板１、給電線路１２、および導体線路１４１，１４２に接して配置される。
【００７３】
誘電体８は、給電線路１２の長さｈ’と同じ長さ、長さｌ２／εと同じ幅、および１．５ｍｍの厚みを有する。そして、誘電体８は、地板１、給電線路１２、および導体線路１４２によって囲まれる領域に地板１、給電線路１２、および導体線路１４２に接して配置される。
【００７４】
このように、アンテナ装置１０Ａは、アンテナ装置１０の給電線路２および導体線路３，４の配置形状と相似な配置形状を有し、給電線路２および導体線路３，４の寸法を１／ε倍にしたものである。
【００７５】
誘電体５〜８を設けることによって、アンテナ装置１０Ａが送受信する電波の波長は、λ／εになるので、アンテナ装置１０Ａは、アンテナ装置１０のサイズを１／ε倍にしたサイズを有する。
【００７６】
そして、導体線路１３２，１４２の長さをＬ’（＝Ｌ／ε）としたとき、給電線路１２は、導体線路１３１，１４１からの距離が０．１Ｌ’〜０．５Ｌ’の範囲内になるように配置される。
【００７７】
アンテナ装置１０Ａは、図３から図５に示す放射パターンと同じ放射パターンを有する。
【００７８】
このように、誘電体５〜８を設けることによってアンテナ装置１０Ａのサイズを小さくできる。
【００７９】
なお、誘電体５〜８の比誘電率εｒは、２〜４に限らず、一般的には、２〜１０の範囲であればよい。
【００８０】
また、アンテナ装置１０Ａにおいては、距離ｄ１／ε，ｄ２／εは、相互に同じ値であってもよく、異なる値であってもよい。
【００８１】
更に、アンテナ装置１０Ａにおいては、給電線路１２および導体線路１３，１４の全体を覆うように直方体形状の誘電体を地板１上に設けてもよい。
【００８２】
実施の形態１によれば、アンテナ装置１０は、ｘ軸方向に配置された導体線路３２と、ｙ軸方向に配置された導体線路４２と、ｚ軸方向に配置された導体線路３１，４１と、ｚ軸方向に配置された給電線路２とを備え、導体線路３，４の長さが電波の波長λの略４分の１に相当する。その結果、導体線路２１，３１，４１は、ｚ軸方向の偏波成分を送受信し、導体線路３２，４２は、ｘ方向の偏波成分およびｙ方向の偏波成分を送受信する。
【００８３】
また、実施の形態１によれば、アンテナ装置１０Ａは、ｘ軸方向に配置された導体線路１３２と、ｙ軸方向に配置された導体線路１４２と、ｚ軸方向に配置された導体線路１３１，１４１と、ｚ軸方向に配置された給電線路１２と、誘電体５〜８とを備え、導体線路１３，１４の長さがλ／εの略４分の１に相当する。その結果、導体線路１２１，１３１，１４１は、ｚ軸方向の偏波成分を送受信し、導体線路１３２，１４２は、ｘ方向の偏波成分およびｙ方向の偏波成分を送受信する。
【００８４】
従って、実施の形態１によれば、アンテナ装置の小型化を実現でき、マルチパス環境において三重偏波のいずれの偏波も送受信できる。
【００８５】
なお、実施の形態１においては、導体線路３は、「第１の導体線路」を構成し、導体線路４は、「第２の導体線路」を構成する。
【００８６】
また、実施の形態１においては、導体線路３１は、第１の導体線路の「第１の部分」を構成し、導体線路３２は、第１の導体線路の「第２の部分」を構成する。
【００８７】
更に、実施の形態１においては、導体線路４１は、第２の導体線路の「第３の部分」を構成し、導体線路４２は、第２の導体線路の「第４の部分」を構成する。
【００８８】
更に、実施の形態１においては、導体線路３２のうち、給電線路２と導体線路３１との間に配置された部分は、「第５の部分」を構成し、導体線路４２のうち、給電線路２と導体線路４１との間に配置された部分は、「第６の部分」を構成する。
【００８９】
更に、実施の形態１においては、導体線路１３は、「第１の導体線路」を構成し、導体線路１４は、「第２の導体線路」を構成する。
【００９０】
更に、実施の形態１においては、導体線路１３１は、第１の導体線路の「第１の部分」を構成し、導体線路１３２は、第１の導体線路の「第２の部分」を構成する。
【００９１】
更に、実施の形態１においては、導体線路１４１は、第２の導体線路の「第３の部分」を構成し、導体線路１４２は、第２の導体線路の「第４の部分」を構成する。
【００９２】
更に、実施の形態１においては、導体線路１３２のうち、給電線路１２と導体線路１３１との間に配置された部分は、「第５の部分」を構成し、導体線路１４２のうち、給電線路１２と導体線路１４１との間に配置された部分は、「第６の部分」を構成する。
【００９３】
更に、実施の形態１においては、誘電体５および誘電体６は、「第１の誘電体」を構成し、誘電体７および誘電体８は、「第２の誘電体」を構成する。
【００９４】
［実施の形態２］
図９は、実施の形態２によるアンテナ装置の概略図である。図９を参照して、実施の形態２によるアンテナ装置１００は、地板１と、給電線路２０と、導体線路３０，４０とを備える。そして、アンテナ装置１００は、例えば、２．４５ＧＨｚの周波数を有する電波を送受信する。
【００９５】
地板１については、実施の形態１において説明したとおりである。給電線路２０は、導体線路２０１と、給電回路２０２とからなる。導体線路２０１は、例えば、１．５ｍｍφの直径、および長さｈを有する。導体線路２０１は、ｚ軸に沿って地板１に略垂直に配置される。また、導体線路２０１は、その一方端が給電回路２０２に接続され、他方端が導体線路３０，４０の交差部に接続される。
【００９６】
給電回路２０２は、導体線路２０１と接地電位ＧＮＤとの間に接続される。
【００９７】
導体線路３０は、ｘ軸に沿って地板１に略平行に配置される。また、導体線路３０は、その一方端が導体線路２０１の他方端および導体線路４０の一方端に接続されるとともに、導体線路４０と直交する。そして、導体線路３０は、例えば、１．５ｍｍφの直径およびｌ１の長さを有する。
【００９８】
導体線路４０は、ｙ軸に沿って地板１に略平行に配置される。また、導体線路４０は、その一方端が導体線路２０１の他方端および導体線路３０の一方端に接続されるとともに、導体線路３０と直交する。そして、導体線路４０は、例えば、１．５ｍｍφの直径およびｌ２の長さを有する。
【００９９】
このように、アンテナ装置１００は、図１に示すアンテナ装置１０の整合用のショートピンである導体線路３１，３２を削除した構造からなる。
【０１００】
アンテナ装置１００においては、ｘ方向の電流ｉｘは、導体線路３０をｘ軸の正の方向へ流れ、ｙ方向の電流ｉｙは、導体線路４０をｙ軸の負の方向へ流れ、ｚ方向の電流ｉｚは、導体線路２０１をｚ軸の正の方向へ流れる。
【０１０１】
その結果、導体線路３０，４０は、ｘ軸方向の偏波成分とｙ軸方向の偏波成分とを送受信し、導体線路２０１は、ｚ軸方向の偏波成分を送受信する。そして、アンテナ装置１００は、図３から図５に示す放射パターンと同じ放射パターンを有する。
【０１０２】
従って、アンテナ装置１００は、マルチパス環境において三重偏波のいずれの偏波も送受信できる。
【０１０３】
図１０は、実施の形態２による他のアンテナ装置の概略図である。実施の形態２によるアンテナ装置は、図１０に示すアンテナ装置１００Ａであってもよい。
【０１０４】
図１０を参照して、アンテナ装置１００Ａは、図９に示すアンテナ装置１００の給電線路２０を給電線路１２０に代え、導体線路３０，４０を導体線路１３０，１４０に代え、誘電体６０，７０を追加したものであり、その他は、アンテナ装置１００と同じである。そして、アンテナ装置１００Ａは、例えば、２．４５ＧＨｚの周波数を有する電波を送受信する。
【０１０５】
給電線路１２０は、導体線路１２０１と、給電回路１２０２とからなる。導体線路１２０１は、例えば、ｚ軸に沿って地板１に略垂直に配置される。また、導体線路１２０１は、その一方端が給電回路１２０２に接続され、他方端が導体線路１３０，１４０の交差部に接続される。そして、導体線路１２０１は、例えば、１．５ｍｍφの直径、およびｈ／ε（ｍｍ）の長さを有する。なお、εは、誘電体６０，７０の実効比誘電率ε＝（（εｒ＋１）／２）１／２（εｒは、誘電体６０，７０の比誘電率）である。給電回路１２０２は、導体線路１２０１の一方端と接地電位ＧＮＤとの間に接続される。
【０１０６】
導体線路１３０は、ｘ軸に沿って地板１に略平行に配置される。また、導体線路１３０は、その一方端が導体線路１２０１の他方端および導体線路１４０の一方端に接続されるとともに、導体線路１４０と直交する。そして、導体線路１３０は、例えば、１．５ｍｍφの直径およびｌ１／εの長さを有する。
【０１０７】
導体線路１４０は、ｙ軸に沿って地板１に略平行に配置される。また、導体線路１４０は、その一方端が導体線路１２０１の他方端および導体線路１３０の一方端に接続されるとともに、導体線路１３０と直交する。そして、導体線路１４０は、例えば、１．５ｍｍφの直径およびｌ２／εの長さを有する。
【０１０８】
誘電体６０，７０の各々は、例えば、比誘電率εｒが２〜４であるテフロン（登録商標）からなる。誘電体６０は、長さｈ／ε、長さｌ１／εと同じ幅、および１．５ｍｍの厚みを有する。そして、誘電体６０は、地板１および導体線路１３０，１２０１によって囲まれた領域に地板１および導体線路１３０，１２０１に接して配置される。
【０１０９】
誘電体７０は、長さｈ／ε、長さｌ２／εと同じ幅、および１．５ｍｍの厚みを有する。そして、誘電体７０は、地板１および導体線路１４０，１２０１によって囲まれた領域に地板１および導体線路１４０，１２０１に接して配置される。
【０１１０】
このように、アンテナ装置１００Ａは、アンテナ装置１００の給電線路２０および導体線路３０，４０の配置形状と相似な配置形状を有し、給電線路２０および導体線路３０，４０の寸法を１／ε倍にしたものである。
【０１１１】
誘電体６０，７０を設けることによって、アンテナ装置１００Ａが送受信する電波の波長は、λ／εになるので、アンテナ装置１００Ａは、アンテナ装置１００のサイズを１／ε倍にしたサイズを有する。
【０１１２】
そして、アンテナ装置１００Ａは、図３から図５に示す放射パターンと同じ放射パターンを有する。
【０１１３】
このように、誘電体６０，７０を設けることによってアンテナ装置１００Ａのサイズを小さくできる。
【０１１４】
なお、誘電体６０，７０の比誘電率εｒは、２〜４に限らず、一般的には、２〜１０の範囲であればよい。
【０１１５】
また、アンテナ装置１００Ａにおいては、給電線路１２０および導体線路１３０，１４０の全体を覆うように直方体形状の誘電体を地板１上に設けてもよい。
【０１１６】
実施の形態２によれば、アンテナ装置１００は、ｘ軸方向に配置された導体線路３０と、ｙ軸方向に配置された導体線路４０と、ｚ軸方向に配置された給電線路２０とを備え、導体線路３０，４０の長さが電波の波長λの略４分の１よりも短い。その結果、導体線路２０１は、ｚ軸方向の偏波成分を送受信し、導体線路３０，４０は、ｘ方向の偏波成分およびｙ方向の偏波成分を送受信する。
【０１１７】
また、実施の形態２によれば、アンテナ装置１００Ａは、ｘ軸方向に配置された導体線路１３０と、ｙ軸方向に配置された導体線路１４０と、ｚ軸方向に配置された給電線路１２０と、誘電体６０，７０とを備え、導体線路１３０，１４０の長さがλ／εの略４分の１よりも短い。その結果、導体線路１２０１は、ｚ軸方向の偏波成分を送受信し、導体線路１３０，１４０は、ｘ方向の偏波成分およびｙ方向の偏波成分を送受信する。
【０１１８】
従って、実施の形態２によれば、アンテナ装置の小型化を実現でき、マルチパス環境において三重偏波のいずれの偏波も送受信できる。
【０１１９】
なお、実施の形態２においては、導体線路３０は、「第１の導体線路」を構成し、導体線路４０は、「第２の導体線路」を構成する。
【０１２０】
また、実施の形態２においては、導体線路１３０は、「第１の導体線路」を構成し、導体線路１４０は、「第２の導体線路」を構成する。
【０１２１】
更に、実施の形態２においては、誘電体６０は、「第１の誘電体」を構成し、誘電体７０は、「第２の誘電体」を構成する。
【０１２２】
［実施の形態３］
図１１は、実施の形態３によるアンテナ装置の概略図である。図１１を参照して、実施の形態３によるアンテナ装置２００は、地板１と、給電線路２１０と、導体線路２２０，２３０，２４０，２５０とを備える。そして、アンテナ装置２００は、例えば、２．４５ＧＨｚの周波数を有する電波を送受信する。
【０１２３】
地板１については、実施の形態１において説明したとおりである。給電線路２１０は、導体線路２１０１と、給電回路２１０２とからなる。導体線路２１０１は、例えば、１．５ｍｍφの直径、および長さｈを有する。導体線路２１０１は、ｚ軸に沿って地板１に略垂直に配置される。また、導体線路２１０１は、その一方端が給電回路２１０２に接続され、他方端が導体線路２４０，２５０の交差部に接続される。
【０１２４】
給電回路２１０２は、導体線路２１０１と接地電位ＧＮＤとの間に接続される。
【０１２５】
導体線路２２０は、ｚ軸に沿って地板１に略垂直に配置される。そして、導体線路２２０は、例えば、１．５ｍｍφの直径および長さｈを有する。
【０１２６】
導体線路２３０は、ｘ−ｙ平面に沿って地板１に略平行に配置される。また、導体線路２３０は、一方端が導体線路２２０の一方端に接続され、他方端が導体線路２４０，２５０の交差部に接続される。そして、導体線路２３０は、例えば、１．５ｍｍφの直径および長さｄ（＝ｄ１＝ｄ２）を有する。
【０１２７】
導体線路２４０は、ｘ軸に沿って地板１に略平行に配置される。また、導体線路２４０は、その一方端が導体線路２３０の他方端および導体線路２５０の一方端に接続されるとともに、導体線路２５０と直交する。そして、導体線路２４０は、例えば、１．５ｍｍφの直径およびｌ１の長さを有する。
【０１２８】
導体線路２５０は、ｙ軸に沿って地板１に略平行に配置される。また、導体線路２５０は、その一方端が導体線路２３０の他方端および導体線路２４０の一方端に接続されるとともに、導体線路２４０と直交する。そして、導体線路２５０は、例えば、１．５ｍｍφの直径およびｌ２の長さを有する。
【０１２９】
そして、導体線路２３０の長さｄと導体線路２４０の長さｌ１との合計、または導体線路２３０の長さｄと導体線路２５０の長さｌ２との合計をＬ”としたとき、給電線路２１０は、導体線路２２０からの距離が０．１Ｌ”〜０．５Ｌ”の範囲内になるように配置される。
【０１３０】
導体線路２２０は、整合用のショートピンとして機能する。即ち、導体線路２２０は、導体線路２３０，２４０，２５０によって電波を送受信するときのインピーダンスを５０Ωに設定する。
【０１３１】
このように、アンテナ装置２００は、図１に示すアンテナ装置１０の２本の整合用のショートピンを１本の整合用のショートピンに代えた構造からなる。
【０１３２】
図１２は、ｚ軸の正の方向から見たアンテナ装置２００の平面図である。図１２を参照して、導体線路２３０は、導体線路２４０と角度θ１で交差し、導体線路２５０と角度θ２で交差する。
【０１３３】
そして、アンテナ装置２００においては、角度θ１は、角度θ２と等しく、θ１＝θ２＝１３５度である。
【０１３４】
アンテナ装置２００においては、ｘ方向の電流ｉｘは、導体線路２４０をｘ軸の正の方向へ流れ、ｙ方向の電流ｉｙは、導体線路２５０をｙ軸の負の方向へ流れ、ｚ方向の電流ｉｚは、導体線路２２０，２１０１をｚ軸の正の方向へ流れる。そして、導体線路２２０をｚ軸の正の方向へ流れた電流は、導体線路２３０を経由して導体線路２１０１をｚ軸の正の方向へ流れた電流と合体する。その後、合体した電流は、導体線路２４０，２５０へ分岐され、電流ｉｘが導体線路２４０を流れるとともに、電流ｉｙが導体線路２５０を流れる。
【０１３５】
その結果、導体線路２４０，２５０は、ｘ軸方向の偏波成分およびｙ軸方向の偏波成分を送受信し、導体線路２２０，２１０１は、ｚ軸方向の偏波成分を送受信する。そして、アンテナ装置２００は、図３から図５に示す放射パターンと同じ放射パターンを有する。
【０１３６】
従って、アンテナ装置２００は、マルチパス環境において三重偏波のいずれの偏波も送受信できる。
【０１３７】
また、アンテナ装置２００においては、導体線路２２０の長さｈと、導体線路２３０の長さｄと、導体線路２４０の長さｌ１との合計は、９．６ｍｍ＋３．０ｍｍ＋１７．７ｍｍ＝３０．３ｍｍとなる。また、導体線路２２０の長さｈと、導体線路２３０の長さｄと、導体線路２５０の長さｌ２との合計は、９．６ｍｍ＋３．０ｍｍ＋１７．７ｍｍ＝３０．３ｍｍとなる。そして、この３０．３ｍｍの値は、アンテナ装置２００が送受信する電波の波長λの略４分の１に相当する。
【０１３８】
従って、アンテナ装置２００の小型化を実現できる。
【０１３９】
なお、アンテナ装置２００においては、角度θ１は、角度θ２と等しくなくてもよい。そして、角度θ１は、一般的には、９０度＜θ１≦１８０度の範囲に設定される。この場合、角度θ２は、９０度≦θ２＜２７０度の範囲に設定される。
【０１４０】
図１３は、実施の形態３による他のアンテナ装置の概略図である。実施の形態３によるアンテナ装置は、図１３に示すアンテナ装置２００Ａであってもよい。
【０１４１】
図１３を参照して、アンテナ装置２００Ａは、アンテナ装置２００の給電線路２１０を給電線路３１０に代え、導体線路２２０，２３０，２４０，２５０をそれぞれ導体線路３２０，３３０，３４０，３５０に代え、誘電体２６０，２７０，２８０を追加したものであり、その他は、アンテナ装置２００と同じである。そして、アンテナ装置２００Ａは、例えば、２．４５ＧＨｚの周波数を有する電波を送受信する。
【０１４２】
給電線路３１０は、導体線路３１０１と、給電回路３１０２とからなる。導体線路３１０１は、例えば、ｚ軸に沿って地板１に略垂直に配置される。また、導体線路３１０１は、その一方端が給電回路３１０２に接続され、他方端が導体線路３３０，３４０，３５０の交差部に接続される。そして、導体線路３１０１は、例えば、１．５ｍｍφの直径、およびｈ／ε（ｍｍ）の長さを有する。なお、εは、誘電体２６０，２７０，２８０の実効比誘電率ε＝（（εｒ＋１）／２）１／２（εｒは、誘電体２６０，２７０，２８０の比誘電率）である。給電回路３１０２は、導体線路３１０１の一方端と接地電位ＧＮＤとの間に接続される。
【０１４３】
導体線路３２０は、ｚ軸に沿って地板１に略垂直に配置される。そして、導体線路３２０は、例えば、１．５ｍｍφの直径および長さｈ／εを有する。
【０１４４】
導体線路３３０は、ｘ−ｙ平面に沿って地板１に略平行に配置される。また、導体線路３３０は、一方端が導体線路３２０の一方端に接続され、他方端が導体線路３４０，３５０の交差部に接続される。そして、導体線路３３０は、例えば、１．５ｍｍφの直径および長さｄ／εを有する。
【０１４５】
導体線路３４０は、ｘ軸に沿って地板１に略平行に配置される。また、導体線路３４０は、その一方端が導体線路３３０の他方端および導体線路３５０の一方端に接続されるとともに、導体線路３５０と直交する。そして、導体線路３４０は、例えば、１．５ｍｍφの直径およびｌ１／εの長さを有する。
【０１４６】
導体線路３５０は、ｙ軸に沿って地板１に略平行に配置される。また、導体線路３５０は、その一方端が導体線路３３０の他方端および導体線路３４０の一方端に接続されるとともに、導体線路３４０と直交する。そして、導体線路３５０は、例えば、１．５ｍｍφの直径およびｌ２／εの長さを有する。
【０１４７】
誘電体２６０，２７０，２８０の各々は、例えば、比誘電率εｒが２〜４であるテフロン（登録商標）からなる。誘電体２６０は、給電線路３１０の長さｈ／εと同じ長さ、距離ｄ／εと同じ幅、および１．５ｍｍの厚みを有する。そして、誘電体２６０は、地板１、給電線路３１０、および導体線路３２０，３３０によって囲まれる領域に地板１、給電線路３１０、および導体線路３２０，３３０に接して配置される。
【０１４８】
誘電体２７０は、給電線路３１０の長さｈ／εと同じ長さ、長さｌ１／εと同じ幅、および１．５ｍｍの厚みを有する。そして、誘電体２７０は、地板１、給電線路３１０、および導体線路３４０によって囲まれる領域に地板１、給電線路３１０、および導体線路３４０に接して配置される。
【０１４９】
誘電体２８０は、給電線路３１０の長さｈ／εと同じ長さ、長さｌ２／εと同じ幅、および１．５ｍｍの厚みを有する。そして、誘電体２８０は、地板１、給電線路３１０、および導体線路３５０によって囲まれる領域に地板１、給電線路３１０、および導体線路３５０に接して配置される。
【０１５０】
アンテナ装置２００Ａにおいては、導体線路３３０は、導体線路３４０と角度θ１を成し、導体線路３３０は、導体線路３５０と角度θ２を成す。そして、角度θ１，θ２は、アンテナ装置２００と同じように設定される。
【０１５１】
このように、アンテナ装置２００Ａは、アンテナ装置２００の給電線路２１０および導体線路２２０，２３０，２４０，２５０の配置形状と相似な配置形状を有し、給電線路２１０および導体線路２２０，２３０，２４０，２５０の寸法を１／ε倍にしたものである。
【０１５２】
誘電体２６０，２７０，２８０を設けることによって、アンテナ装置２００Ａが送受信する電波の波長は、λ／εになるので、アンテナ装置２００Ａは、アンテナ装置２００のサイズを１／ε倍にしたサイズを有する。
【０１５３】
アンテナ装置２００Ａにおいては、導体線路３２０の長さｈ／εと、導体線路３３０の長さｄ／εと、導体線路３４０の長さｌ１／εとの合計は、９．６／ε（ｍｍ）＋３．０／ε（ｍｍ）＋１７．７／ε（ｍｍ）＝３０．３／ε（ｍｍ）となる。また、導体線路３２０の長さｈ／εと、導体線路３３０の長さｄ／εと、導体線路３５０の長さｌ２／εとの合計は、９．６／ε（ｍｍ）＋３．０／ε（ｍｍ）＋１７．７／ε（ｍｍ）＝３０．３／ε（ｍｍ）となる。そして、この３０．３／ε（ｍｍ）の値は、アンテナ装置２００Ａが送受信する電波の波長λ／εの略４分の１に相当する。
【０１５４】
そして、導体線路３３０の長さｄ／εと導体線路３４０の長さｌ１／εとの合計、または導体線路３３０の長さｄ／εと導体線路３５０の長さｌ２／εとの合計をＬＬとしたとき、給電線路３１０は、導体線路３２０からの距離が０．１ＬＬ〜０．５ＬＬの範囲内になるように配置される。
【０１５５】
アンテナ装置２００Ａは、図３から図５に示す放射パターンと同じ放射パターンを有する。
【０１５６】
このように、誘電体２６０，２７０，２８０を設けることによってアンテナ装置２００Ａのサイズを小さくできる。
【０１５７】
なお、誘電体２６０，２７０，２８０の比誘電率εｒは、２〜４に限らず、一般的には、２〜１０の範囲であればよい。
【０１５８】
また、アンテナ装置２００Ａにおいては、給電線路３１０および導体線路３２０，３３０，３４０，３５０の全体を覆うように直方体形状の誘電体を地板１上に設けてもよい。
【０１５９】
実施の形態３によれば、アンテナ装置２００は、ｘ軸方向に配置された導体線路２４０と、ｙ軸方向に配置された導体線路２５０と、ｚ軸方向に配置された導体線路２２０と、ｚ軸方向に配置された給電線路２１０とを備える。その結果、導体線路２２０，２１０１は、ｚ軸方向の偏波成分を送受信し、導体線路２４０，２５０は、ｘ方向の偏波成分およびｙ方向の偏波成分を送受信する。また、アンテナ装置２００においては、導体線路２２０、導体線路２３０および導体線路２４０の合計の長さ、および導体線路２２０、導体線路２３０および導体線路２５０の合計の長さは、アンテナ装置２００が送受信する電波の波長λの略４分の１に相当する。
【０１６０】
また、実施の形態３によれば、アンテナ装置２００Ａは、ｘ軸方向に配置された導体線路３４０と、ｙ軸方向に配置された導体線路３５０と、ｚ軸方向に配置された導体線路１３２０と、ｚ軸方向に配置された給電線路３１０と、誘電体２６０，２７０，２８０とを備える。その結果、導体線路３２０，３１０１は、ｚ軸方向の偏波成分を送受信し、導体線路３４０，３５０は、ｘ方向の偏波成分およびｙ方向の偏波成分を送受信する。また、アンテナ装置２００Ａにおいては、導体線路３２０、導体線路３３０および導体線路３４０の合計の長さ、および導体線路３２０、導体線路３３０および導体線路３５０の合計の長さは、アンテナ装置２００Ａが送受信する電波の波長λ／εの略４分の１に相当する。
【０１６１】
従って、実施の形態３によれば、アンテナ装置の小型化を実現でき、マルチパス環境において三重偏波のいずれの偏波も送受信できる。
【０１６２】
なお、実施の形態３においては、導体線路２４０は、「第１の導体線路」を構成し、導体線路２５０は、「第２の導体線路」を構成し、導体線路２３０は、「第３の導体線路」を構成し、導体線路２２０は、「第４の導体線路」を構成する。
【０１６３】
また、実施の形態３においては、導体線路３４０は、「第１の導体線路」を構成し、導体線路３５０は、「第２の導体線路」を構成し、導体線路３３０は、「第３の導体線路」を構成し、導体線路３２０は、「第４の導体線路」を構成する。
【０１６４】
更に、実施の形態３においては、誘電体２７０は、「第１の誘電体」を構成し、誘電体２８０は、「第２の誘電体」を構成し、誘電体２６０は、「第３の誘電体」を構成する。
【０１６５】
図１４は、この発明の実施の形態によるアンテナ装置１０,１０Ａ，１００，１００Ａ，２００，２００Ａを備えた無線装置の概略図である。図１４を参照して、無線装置４００は、アンテナ４１０と、送受信部４２０とを備える。
【０１６６】
アンテナ４１０は、上述したアンテナ装置１０,１０Ａ，１００，１００Ａ，２００，２００Ａのいずれかからなる。
【０１６７】
無線装置４００およびセンサー４３０は、例えば、プリンタの内部に設置される。そして、センサー４３０は、プリンタのプリンタ用紙の枚数を検知し、その検知した枚数を示す検知信号を無線装置４００の送受信部４２０へ出力する。
【０１６８】
送受信部４２０は、センサー４３０から検知信号を受け、その受けた検知信号をアンテナ４１０を介して他の無線装置へ送信する。
【０１６９】
また、送受信部４２０は、他の無線装置からの検知信号をアンテナ４１０を介して受信し、その受信した検知信号をセンサー４３０へ出力する。
【０１７０】
アンテナ装置１０,１０Ａ，１００，１００Ａ，２００，２００Ａは、上述したように、電波の波長の略４分の１に相当するサイズを有し、マルチパス環境においても、三重偏波のいずれの偏波成分も送受信できる。
【０１７１】
従って、無線装置４００およびセンサー４３０をプリンタの狭小な空間に配置でき、無線装置４００は、その狭小な空間において信号を正確に送受信できる。
【０１７２】
なお、無線装置４００およびセンサー４３０は、プリンタに限らず、一般的に、券売機等のＩＣＴ機器内に設置される。
【０１７３】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【０１７４】
この発明は、三重偏波のいずれの偏波も送受信可能なアンテナ装置、およびそのアンテナ装置を備えた無線装置に適用される。
【符号の説明】
【０１７５】
１ 地板、２，１２，２０，１２０，２１０，３１０ 給電線路、３，４，１３，１４，２１，３０，３１，３２，４０，４１，４２，１２１，１３０，１３１，１３２，１４０，１４１，１４２，２０１，２２０，２３０，２４０，２５０，３２０，３３０，３４０，３５０，１２０１，２１０１，３１０１ 導体線路、５〜８，６０，７０，２６０，２７０，２８０ 誘電体、１０，１０Ａ，１００，１００Ａ，２００，２００Ａ アンテナ装置、２２，１２２，２０２，１２０２，２１０２，３１０２ 給電回路。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ギガヘルツ帯の周波数を有する電波を送受信するアンテナ装置であって、
地板と、
前記地板に略垂直に配置された給電線路と、
一方端が前記給電線路の一方端に接続され、前記地板に略平行に配置された第１の導体線路と、
一方端が前記給電線路の一方端に接続され、前記地板に略平行に配置されるとともに前記第１の導体線路に略直交する第２の導体線路とを備え、
前記第１および第２の導体線路の各々は、送受信される電波の波長の略４分の１に等しい長さを有する、アンテナ装置。
【請求項２】
前記第１の導体線路と前記地板との間に配置された第１の誘電体と、
前記第２の導体線路と前記地板との間に配置された第２の誘電体とを更に備える、請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項３】
ギガヘルツ帯の周波数を有する電波を送受信するアンテナ装置であって、
地板と、
前記地板に略垂直に配置された給電線路と、
一方端が前記給電線路の一方端に接続され、前記地板に略平行に配置された第１の導体線路と、
一方端が前記給電線路の一方端に接続され、前記地板に略平行に配置されるとともに前記第１の導体線路に略直交する第２の導体線路と、
前記地板に略平行に配置されるとともに、一方端が前記給電線路の前記一方端に接続され、前記第１および第２の導体線路から遠ざかる方向へ延伸した第３の導体線路と、
一方端が前記地板に略垂直に接続され、他方端が前記第３の導体線路の他方端に接続された第４の導体線路とを備え、
前記地板に平行な平面内において前記第３の導体線路が前記第１の導体線路となす角度は、９０度よりも大きく、かつ、１８０度以下であり、
前記第１の導体線路の長さと前記第３の導体線路の長さと前記第４の導体線路の長さとの第１の合計は、送受信される電波の波長の略４分の１に等しく、
前記第２の導体線路の長さと前記第３の導体線路の長さと前記第４の導体線路の長さとの第２の合計は、送受信される電波の波長の略４分の１に等しく、
前記第３の導体線路の長さは、前記第１の合計の１０分の１から２分の１の範囲である、アンテナ装置。
【請求項４】
前記第１の導体線路と前記地板との間に配置された第１の誘電体と、
前記第２の導体線路と前記地板との間に配置された第２の誘電体と、
前記第３の導体線路と前記地板との間に配置された第３の誘電体とを更に備える、請求項３に記載のアンテナ装置。
【請求項５】
ギガヘルツ帯の周波数を有する電波を送受信するアンテナ装置であって、
地板と、
前記地板に略垂直に配置された給電線路と、
略Ｌ字形状からなり、前記地板に略垂直に配置された第１の部分と前記地板に略平行に配置された第２の部分とを有する第１の導体線路と、
略Ｌ字形状からなり、前記地板に略垂直に配置された第３の部分と前記地板に略平行に配置された第４の部分とを有する第２の導体線路とを備え、
前記第２の部分は、前記第４の部分と略直交し、
前記給電線路は、前記地板と反対側の一方端が前記第２の部分と前記第４の部分との直交部に接続され、
前記第１および第２の導体線路の各々は、送受信される電波の波長の略４分の１に等しい長さを有し、
前記第２の部分のうち、前記第１の部分から前記直交部までの第５の部分の長さは、前記第２の部分の長さの１０分の１から２分の１の範囲であり、
前記第４の部分のうち、前記第３の部分から前記直交部までの第６の部分の長さは、前記第４の部分の長さの１０分の１から２分の１の範囲である、アンテナ装置。
【請求項６】
前記第５の部分の長さは、前記第６の部分の長さに略等しい、請求項５に記載のアンテナ装置。
【請求項７】
前記第１の導体線路と前記地板との間に配置された第１の誘電体と、
前記第２の導体線路と前記地板との間に配置された第２の誘電体とを更に備える、請求項５または請求項６に記載のアンテナ装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のアンテナ装置を備える無線装置。
【請求項１】
ギガヘルツ帯の周波数を有する電波を送受信するアンテナ装置であって、
地板と、
前記地板に略垂直に配置された給電線路と、
一方端が前記給電線路の一方端に接続され、前記地板に略平行に配置された第１の導体線路と、
一方端が前記給電線路の一方端に接続され、前記地板に略平行に配置されるとともに前記第１の導体線路に略直交する第２の導体線路とを備え、
前記第１および第２の導体線路の各々は、送受信される電波の波長の略４分の１に等しい長さを有する、アンテナ装置。
【請求項２】
前記第１の導体線路と前記地板との間に配置された第１の誘電体と、
前記第２の導体線路と前記地板との間に配置された第２の誘電体とを更に備える、請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項３】
ギガヘルツ帯の周波数を有する電波を送受信するアンテナ装置であって、
地板と、
前記地板に略垂直に配置された給電線路と、
一方端が前記給電線路の一方端に接続され、前記地板に略平行に配置された第１の導体線路と、
一方端が前記給電線路の一方端に接続され、前記地板に略平行に配置されるとともに前記第１の導体線路に略直交する第２の導体線路と、
前記地板に略平行に配置されるとともに、一方端が前記給電線路の前記一方端に接続され、前記第１および第２の導体線路から遠ざかる方向へ延伸した第３の導体線路と、
一方端が前記地板に略垂直に接続され、他方端が前記第３の導体線路の他方端に接続された第４の導体線路とを備え、
前記地板に平行な平面内において前記第３の導体線路が前記第１の導体線路となす角度は、９０度よりも大きく、かつ、１８０度以下であり、
前記第１の導体線路の長さと前記第３の導体線路の長さと前記第４の導体線路の長さとの第１の合計は、送受信される電波の波長の略４分の１に等しく、
前記第２の導体線路の長さと前記第３の導体線路の長さと前記第４の導体線路の長さとの第２の合計は、送受信される電波の波長の略４分の１に等しく、
前記第３の導体線路の長さは、前記第１の合計の１０分の１から２分の１の範囲である、アンテナ装置。
【請求項４】
前記第１の導体線路と前記地板との間に配置された第１の誘電体と、
前記第２の導体線路と前記地板との間に配置された第２の誘電体と、
前記第３の導体線路と前記地板との間に配置された第３の誘電体とを更に備える、請求項３に記載のアンテナ装置。
【請求項５】
ギガヘルツ帯の周波数を有する電波を送受信するアンテナ装置であって、
地板と、
前記地板に略垂直に配置された給電線路と、
略Ｌ字形状からなり、前記地板に略垂直に配置された第１の部分と前記地板に略平行に配置された第２の部分とを有する第１の導体線路と、
略Ｌ字形状からなり、前記地板に略垂直に配置された第３の部分と前記地板に略平行に配置された第４の部分とを有する第２の導体線路とを備え、
前記第２の部分は、前記第４の部分と略直交し、
前記給電線路は、前記地板と反対側の一方端が前記第２の部分と前記第４の部分との直交部に接続され、
前記第１および第２の導体線路の各々は、送受信される電波の波長の略４分の１に等しい長さを有し、
前記第２の部分のうち、前記第１の部分から前記直交部までの第５の部分の長さは、前記第２の部分の長さの１０分の１から２分の１の範囲であり、
前記第４の部分のうち、前記第３の部分から前記直交部までの第６の部分の長さは、前記第４の部分の長さの１０分の１から２分の１の範囲である、アンテナ装置。
【請求項６】
前記第５の部分の長さは、前記第６の部分の長さに略等しい、請求項５に記載のアンテナ装置。
【請求項７】
前記第１の導体線路と前記地板との間に配置された第１の誘電体と、
前記第２の導体線路と前記地板との間に配置された第２の誘電体とを更に備える、請求項５または請求項６に記載のアンテナ装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のアンテナ装置を備える無線装置。
【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２０１１−１８８３０７（Ｐ２０１１−１８８３０７Ａ）
【公開日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５２２５７（Ｐ２０１０−５２２５７）
【出願日】平成２２年３月９日（２０１０．３．９）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２１年度、支出負担行為担当官、総務省大臣官房会計課企画官、研究テーマ「ＩＣＴ機器内ハーネスのワイヤレス化の研究開発」に関する委託研究、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（３９３０３１５８６）株式会社国際電気通信基礎技術研究所 (905)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月９日（２０１０．３．９）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２１年度、支出負担行為担当官、総務省大臣官房会計課企画官、研究テーマ「ＩＣＴ機器内ハーネスのワイヤレス化の研究開発」に関する委託研究、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（３９３０３１５８６）株式会社国際電気通信基礎技術研究所 (905)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]