アンテナ装置及び通信装置
【課題】装置の大型化を招いたり複雑な制御を行うことなく、アンテナ特性を容易に制御することができるアンテナ装置及び通信装置を提供する。
【解決手段】ループ導体１００，２００の導体要素１００Ａ〜１００Ｄ，２００Ａ〜２００Ｄに伸縮部１２０Ａ〜１２０Ｄ，２２０Ａ〜２２０Ｄを設け、ナット部１３３ａ〜１３３ｄ，２３３ａ〜２３３ｄを用いて伸縮部１２０Ａ〜１２０Ｄ，２２０Ａ〜２２０Ｄを操作することで、導体要素１００Ａ〜１００Ｄ，２００Ａ〜２００Ｄの長さを自在に変化させる。
【解決手段】ループ導体１００，２００の導体要素１００Ａ〜１００Ｄ，２００Ａ〜２００Ｄに伸縮部１２０Ａ〜１２０Ｄ，２２０Ａ〜２２０Ｄを設け、ナット部１３３ａ〜１３３ｄ，２３３ａ〜２３３ｄを用いて伸縮部１２０Ａ〜１２０Ｄ，２２０Ａ〜２２０Ｄを操作することで、導体要素１００Ａ〜１００Ｄ，２００Ａ〜２００Ｄの長さを自在に変化させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のループ導体を電磁波を放射する方向に沿って複数配列したアンテナ装置及びこれを備えた通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、通信装置に用いられるアンテナの特性を制御する方法が提唱されている。例えばアンテナの指向方向を制御する方式としては、複数のアンテナ素子を使用してその給電位相を制御する方式や、アンテナを可動式としてアンテナの向き自体を制御する方式が採用されている。また指向性の幅を制御する方式として、放射器と反射器との相対位置を調整する方式が採用されている。
【０００３】
上記指向幅の制御方式を採用する従来技術としては、例えば特許文献１に記載のものがある。この従来技術のアンテナは、反射器及び放射器と、放射器を反射器の中心軸に沿って変位可能に支持する支持部材とを有しており、放射器と反射器との相対位置を調整することによりアンテナの指向幅を調整可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２３６４２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した指向方向を制御する方式のうち、前者の方式では、多数のアンテナ素子が必要となるため装置の大型化を招くと共に制御が複雑化してしまい、また後者の方式では、アンテナを台座ごと可動させる必要があるため設備が大掛かりとなるという問題があった。また上述した指向幅の制御方式では、簡易な構成で指向幅を調整することはできるが、指向方向を調整するためにはアンテナを可動式とするしかなく、大掛かりな設備が必要になるという問題があった。このように、従来技術のアンテナでは、装置の大型化や制御の複雑化を伴わずに指向方向及び指向幅の両方のアンテナ特性を制御することができなかった。
【０００６】
本発明の目的は、装置の大型化を招いたり複雑な制御を行うことなく、アンテナ特性を容易に制御することができるアンテナ装置及び通信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、第１発明のアンテナ装置は、導体要素を備えた複数のループ導体を、電磁波を放射する方向に沿ってアンテナ筐体内に複数配列したアンテナ装置であって、前記複数のループ導体のそれぞれは、前記電磁波放射方向の前方側へ向かって、順次ループ面積が小さくなるように構成されており、前記複数のループ導体のうち１つのループ導体は、少なくとも１つの給電部を備え、前記複数のループ導体のうち少なくとも１つのループ導体は、少なくとも１つの前記導体要素が、当該導体要素の軸方向寸法を増減可能な伸縮部を備え、前記アンテナ筐体の外部より前記伸縮部を操作可能な操作部を設けたことを特徴とする。
【０００８】
本願第１発明のアンテナ装置においては、給電部を備えた１つのループ導体を含む複数のループ導体をアンテナ筐体内に配列することで、いわゆる八木アンテナと同等の機能を実現する。すなわち、一方側（電磁波放射方向後方側）に位置するループ導体が反射器、他方側（電磁波放射方向前方側）に位置するループ導体が放射器として機能し、反射器側から放射器側へ向かう方向に電磁波を放射することができる。
【０００９】
このとき、電磁波放射方向前方側のループ導体ほどループ面積が小さくなっていることから、電磁波放射方向後方側のループ導体と電磁波放射方向前方側のループ導体との位置関係によって電磁波の放射態様を変化可能な構造となる。そして、本願第１発明においては、実際に電磁波の放射態様を制御するために、少なくとも１つのループ導体の導体要素に伸縮部を設け、操作部を用いて伸縮部を操作することで導体要素の長さを自在に変化させることができる。
【００１０】
これにより、電磁波放射方向前方側のループ導体のループ面積と電磁波放射方向後方側のループ導体のループ面積との、相対的な大きさ比率を調整したり、電磁波放射方向前方側のループ導体のループ中心位置と、電磁波放射方向後方側のループ導体のループ中心位置との、相対的な位置関係を調整することが可能となる。
【００１１】
すなわち、電磁波放射方向前方側のループ導体のループ面積を相対的に小さくし、電磁波放射方向後方側のループ導体のループ面積を相対的に大きくすることで、電磁波を放射するときの指向性の幅を狭くすることができる。逆に電磁波放射方向前方側のループ導体のループ面積を相対的に大きくし、電磁波放射方向後方側のループ導体のループ面積を相対的に小さくすることで、電磁波を放射するときの指向性の幅を広くすることができる。
【００１２】
また、前記電磁波放射方向からの平面視における電磁波放射方向前方側のループ導体のループ中心位置を、電磁波放射方向後方側のループ導体のループ中心位置と一致させず、ずらすことができる。これにより、電磁波放射方向前方側のループ導体のループ中心位置をずらした方向に、放射される電磁波の指向方向を制御することができる。
【００１３】
以上のようにして、本願第１発明によれば、操作部を用いてループ導体に設けた伸縮部を伸縮させるという簡易な手法により、放射する電磁波の指向性の幅や指向方向を制御する。これにより、位相制御による手法やアンテナ可動構造とする場合のように装置の大型化を招いたり複雑な制御が必要となることなく、アンテナ特性を容易に制御することができる。
【００１４】
第２発明のアンテナ装置は、上記第１発明において、前記電磁波放射方向後方側の前記ループ導体の伸縮操作を、前記電磁波放射方向前方側の前記ループ導体の伸縮操作に応じて制限する伸縮操作制限手段を有することを特徴とする。
【００１５】
本願第２発明においては、伸縮操作制限手段により、電磁波放射方向後方側のループ導体が電磁波放射方向前方側のループ導体よりも小さくならないようにその伸縮操作を制限することが可能となる。これにより、アンテナ装置における後方側のループ導体の大きさを常に前方側のループ導体よりも大きな状態とすることができるので、アンテナ装置の電磁波の出力を安定させることができる。また伸縮制限手段により、電磁波放射方向前方側のループ導体の伸縮動作と反対の伸縮動作を電磁波放射方向後方側のループ導体が連動して行うように、その伸縮操作を制限することが可能となる。これにより、例えば操作者が前方側のループ導体のループ面積を相対的に小さくしようとした場合、前方側のループ導体を小さくするように操作部を操作すれば後方側のループ導体が連動して大きくなるため、後方側のループ導体の操作部を操作することなく手早く所望のアンテナ特性に調整することができる。したがって、操作者の操作労力を低減することができる。
【００１６】
第３発明のアンテナ装置は、上記第２発明において、前記伸縮操作制限手段は、前記電磁波放射方向前方側の前記ループ導体に設けられ、前記電磁波放射方向後方側の前記ループ導体のループの内側を挿通して前記電磁波放射方向後方側に延在する係止部材であることを特徴とする。
【００１７】
本願第３発明においては、電磁波放射方向後方側のループ導体の大きさを調整する際に電磁波放射方向前方側のループ導体より小さくしようとすると、当該ループの内側に挿通された係止部材がループの内側に接触してループ導体の伸縮動作を係止する。これにより、後方側のループ導体が前方側のループ導体よりも小さくならないように、その伸縮操作を確実に制限することができる。
【００１８】
第４発明のアンテナ装置は、上記第２発明において、前記伸縮操作制限手段は、前記電磁波放射方向前方側の前記ループ導体の伸縮動作と反対の伸縮動作を前記電磁波放射方向後方側の前記ループ導体が連動して行うように、前記電磁波放射方向前方側の前記操作部の操作を前記電磁波放射方向後方側の前記操作部に伝達する歯車機構であることを特徴とする。
【００１９】
本願第４発明においては、回転操作式の操作部を用いた場合に、歯車機構により、電磁波放射方向前方側の操作部の回転方向を電磁波放射方向後方側の操作部に反対の回転方向として伝達することができる。これにより、前方側のループ導体の伸縮動作と反対の伸縮動作を後方側のループ導体に確実に連動して行わせることができる。
【００２０】
第５発明のアンテナ装置は、上記第１乃至第４発明のいずれかにおいて、前記複数のループ導体は、前記電磁波放射方向からの平面視において、前記電磁波放射方向の前方側に位置する前記ループ導体が、前記電磁波放射方向の後方側に位置する前記ループ導体の径方向内側に位置するように、配列されていることを特徴とする。
【００２１】
これにより、電磁波放射方向の前方側に位置するループ導体から放射され、電磁波放射方向の後方側に位置するループ導体で反射して出力される電磁波のメインローブの方向を、概ね、電磁波放射方向前方側、すなわちアンテナ正面側とすることができる。
【００２２】
第６発明のアンテナ装置は、上記第１乃至第５発明のいずれかにおいて、前記複数のループ導体は、互いのループ面同士が略平行となるように配置されていることを特徴とする。
【００２３】
これにより、電磁波放射方向の前方側に位置するループ導体から放射され、電磁波放射方向の後方側に位置するループ導体で反射して出力される電磁波のメインローブの方向を、概ね、各ループ導体のループ中心位置どうしの位置関係のみによって容易に制御することができる。
【００２４】
第７発明のアンテナ装置は、上記第１乃至第６発明のいずれかにおいて、前記複数のループ導体のそれぞれは、互いに相似なループ形状を備えていることを特徴とする。
【００２５】
これにより、電磁波放射方向の前方側に位置するループ導体から放射され、電磁波放射方向の後方側に位置するループ導体で反射して出力される電磁波の指向性範囲の形状を、メインローブの軸線を軸中心とする概ね軸対称の滑らかな形状とすることができる。
【００２６】
第８発明のアンテナ装置は、上記第７発明において、前記複数のループ導体のそれぞれは、略四角形又は略円形の前記ループ形状を備えていることを特徴とする。
【００２７】
これにより、伸縮部によるアンテナ特性の調整が容易になる。
【００２８】
第９発明のアンテナ装置は、上記第１乃至第８発明のいずれかにおいて、前記給電部を複数設ける場合には、全ての前記給電部を同一のループ導体に設けることを特徴とする。
【００２９】
これにより、複数の給電部を切り替えて使用する場合に、異なった給電部同士でアンテナ特性を一致させることができる。その結果、給電部を切り替えるごとに伸縮部の調整を行わなくても、同様のアンテナ特性を得ることができる。
【００３０】
第１０発明のアンテナ装置は、上記第１乃至第９発明のいずれかにおいて、前記複数のループ導体はいずれも前記伸縮部を備えていることを特徴とする。
【００３１】
これにより、例えば電磁波放射方向後方側のループ導体のループ面積を調整して指向性の幅を調整しつつ、電磁波放射方向前方側のループ導体のループ中心位置をずらして指向方向を調整するといったように、複数のアンテナ特性について一度に調整することができる。また、複数のループ導体を変形可能とすることでアンテナ特性のきめ細かな調整が可能となる。さらに、単独のループ導体のみ変形させて調整を行うとインピーダンスの不整合を生じアンテナ特性を損ねるおそれがあるが、このような場合にも他方のループ導体を調整してインピーダンスの不整合を是正することが可能である。
【００３２】
上記目的を達成するために、第１１発明の通信装置は、アンテナ装置と通信装置本体とを有する通信装置であって、前記アンテナ装置は、アンテナ筐体と、前記アンテナ筐体内に電磁波を放射する方向に沿って複数配列され、前記電磁波放射方向の前方側へ向かって順次ループ面積が小さくなるように構成された、導体要素を備えた複数のループ導体と、前記複数のループ導体のうちの１つのループ導体に設けられた少なくとも１つの給電部と、前記複数のループ導体のうちの少なくとも１つのループ導体の前記導体要素に設けられ、当該導体要素の軸方向寸法を増減可能な伸縮部と、前記アンテナ筐体の外部より前記伸縮部を操作可能な操作部とを備え、前記通信装置本体は、前記アンテナ装置における前記導体要素の軸方向寸法を前記操作部を用いて調整するための調整手段を備えることを特徴とする。
【００３３】
本願第８発明の通信装置は、アンテナ装置と通信装置本体とを有する。アンテナ装置は、給電部を備えた１つのループ導体を含む複数のループ導体をアンテナ筐体内に配列することで、いわゆる八木アンテナと同等の機能を実現する。すなわち、一方側（電磁波放射方向後方側）に位置するループ導体が反射放射器、他方側（電磁波放射方向前方側）に位置するループ導体が放射導波器として機能し、反射放射器側から放射導波器側へ向かう方向に電磁波を放射することができる。
【００３４】
このとき、電磁波放射方向前方側のループ導体ほどループ面積が小さくなっていることから、電磁波放射方向後方側のループ導体と電磁波放射方向前方側のループ導体との位置関係によって電磁波の放射態様を変化可能な構造となる。そして、本願第８発明においては、実際に電磁波の放射態様を制御するために、少なくとも１つのループ導体の導体要素に伸縮部を設け、通信装置本体が備える調整手段の調整によって操作部を用いて伸縮部を操作することで、導体要素の長さを自在に調整することができる。
【００３５】
これにより、電磁波放射方向前方側のループ導体のループ面積と電磁波放射方向後方側のループ導体のループ面積との、相対的な大きさ比率を調整したり、電磁波放射方向前方側のループ導体のループ中心位置と、電磁波放射方向後方側のループ導体のループ中心位置との、相対的な位置関係を調整することが可能となる。
【００３６】
すなわち、電磁波放射方向前方側のループ導体のループ面積を相対的に小さくし、電磁波放射方向後方側のループ導体のループ面積を相対的に大きくすることで、電磁波を放射するときの指向性の幅を狭くすることができる。逆に電磁波放射方向前方側のループ導体のループ面積を相対的に大きくし、電磁波放射方向後方側のループ導体のループ面積を相対的に小さくすることで、電磁波を放射するときの指向性の幅を広くすることができる。
【００３７】
また、前記電磁波放射方向からの平面視における電磁波放射方向前方側のループ導体のループ中心位置を、電磁波放射方向後方側のループ導体のループ中心位置と一致させず、ずらすことができる。これにより、電磁波放射方向前方側のループ導体のループ中心位置をずらした方向に、放射される電磁波の指向方向を制御することができる。
【００３８】
以上のようにして、本願第１１発明によれば、操作部を調整するための調整手段を用いてループ導体に設けた伸縮部を伸縮させるという簡易な手法により、放射する電磁波の指向性の幅や指向方向を制御する。これにより、位相制御による手法やアンテナ可動構造とする場合のように装置の大型化を招いたり複雑な制御が必要となることなく、アンテナ特性を容易に制御することができる。
【００３９】
第１２発明の通信装置は、上記第１１発明において、前記調整手段は、前記アンテナ装置での電力反射状態を検出する検出手段と、前記検出手段による検出結果に係わる情報を報知する報知手段とを備えることを特徴とする。
【００４０】
一般に、変形可能なループ導体を有するアンテナ装置において、ループ導体を変形させてアンテナ特性の調整を行うとインピーダンスの不整合を生じアンテナ特性を損ねるおそれがある。
【００４１】
そこで本願第１２発明の通信装置においては、検出手段でアンテナ装置での電力反射状態を検出し、当該検出結果に係わる情報を報知する。これにより、操作者は報知内容を参照しつつ、所定の電力反射状態となるように操作部を操作して導体要素の軸方向寸法を調整することで、インピーダンスの不整合を是正することが可能となる。
【発明の効果】
【００４２】
本発明によれば、装置の大型化を招いたり複雑な制御を行うことなく、アンテナ特性を容易に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本実施形態のアンテナ装置の筐体を透視した全体構造を概念的に表す斜視図及び正面図である。
【図２】アンテナ装置を有する通信装置の機能構成を表すブロック図である。
【図３】アンテナ装置の詳細構造を筐体を透視して表す斜視図である。
【図４】ナット部の構造を表す一部断面図である。
【図５】指向性の幅を制御する際に行うループ導体の変形の一例を表す図である。
【図６】放射される電磁波の指向方向を制御する際に行うループ導体の変形の一例を表す図である。
【図７】共振周波数を制御する際に行うループ導体の変形の一例を表す図である。
【図８】ループ導体の２つの給電部による偏波面のなす角度を制御する際に行うループ導体の変形の一例を表す図である。
【図９】通信装置本体の制御回路によって行われる制御内容を表すフローチャートである。
【図１０】伸縮部の構造の変形例を表す図である。
【図１１】ループ導体の伸縮操作を制限する係止部材を設ける変形例のアンテナ装置の詳細構造を筐体を透視して表す斜視図である。
【図１２】ループ導体の伸縮操作を制限する歯車機構を設ける変形例のアンテナ装置の詳細構造を筐体を透視して表す斜視図である。
【図１３】歯車機構の歯車構成を表す上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
以下、本発明の一実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【００４５】
図１は、本実施形態のアンテナ装置１の筐体２を透視した全体構造を概念的に表す図であり、図１（ａ）は斜視図、図１（ｂ）は前方側から見た正面図である。なお、本明細書の説明において前、後、左、右、上、下というときは、図１及び図３等の各図中に示す電磁波を放射する方向を基準とする各方向を指すものとする。
【００４６】
図１（ａ）及び図１（ｂ）において、アンテナ装置１は、筐体２（アンテナ筐体）と、この筐体２内に配列された２つのループ導体１００，２００とを有しており、いわゆる八木アンテナと同等の機能を実現する。すなわち、後方側に位置するループ導体２００が反射器、前方側に位置するループ導体１００が放射器として機能し、反射器側であるループ導体２００から放射器側であるループ導体１００へ向かう方向に電磁波を放射する。
【００４７】
ループ導体１００，２００は、前方側へ向かって順次ループ面積が小さくなるように構成されており、且つ、図１（ｂ）に示すように、前方側からの平面視において、前方側に位置するループ導体１００が、後方側に位置するループ導体２００の径方向内側に位置するように配置されている。またループ導体１００，２００は、互いのループ面同士が略平行となるように配置されている。また各ループ導体１００，２００は、４つの導体要素１００Ａ〜１００Ｄ及び２００Ａ〜２００Ｄがそれぞれ略四角形のループ形状に配列された構成となっており、ループ導体１００，２００は互いに相似なループ形状となっている。なお、上記のループ面とは、各ループ導体１００，２００の導体要素１００Ａ〜１００Ｄ及び２００Ａ〜２００Ｄの軸心線を結ぶ四角形のなす平面のことである。
【００４８】
ループ導体１００の上側の導体要素１００Ａには第１給電部１１０Ａが設けられ、右側の導体要素１００Ｂには第２給電部１１０Ｂが設けられている。またループ導体１００の各導体要素１００Ａ〜１００Ｄには、各導体要素の軸方向寸法を増減可能な伸縮部１２０Ａ〜１２０Ｄがそれぞれ設けられている。ループ導体２００についても同様に、各導体要素２００Ａ〜２００Ｄには、各導体要素の軸方向寸法を増減可能な伸縮部２２０Ａ〜２２０Ｄがそれぞれ設けられている。これらの伸縮部によって、ループ導体１００，２００はそれぞれ変形してループ長やループ面積等を変更可能な構成となっている。なお、ここでいうループ長とはループ導体１００，２００を構成する各導体要素１００Ａ〜１００Ｄ及び２００Ａ〜２００Ｄの軸心線の長さの和であり、ループ面積とは各導体要素１００Ａ〜１００Ｄ及び２００Ａ〜２００Ｄの軸心線を結ぶ四角形のなす平面の面積である。また、伸縮部の詳細構造については後述する。
【００４９】
変形を行っていない状態では、ループ導体１００のループ長はおよそ通信に係る１波長分の長さ寸法となっており、第１給電部１１０Ａ及び第２給電部１１０Ｂはそれぞれ導体要素１００Ａ，１００Ｂの長手方向略中央位置に位置する。したがって変形を行っていない状態では、第１給電部１１０Ａと第２給電部１１０Ｂとは互いに１／４波長分ずれた位置に配置されることで、直交した２偏波を実現することができる。
【００５０】
図２は、上述したアンテナ装置１を有する通信装置２０の機能構成を表すブロック図である。なお、アンテナ装置１におけるループ導体２００の図示は省略する。
【００５１】
図２に示すように、通信装置２０は、アンテナ装置１と、通信装置本体１０とを有している。前述したように、アンテナ装置１の２つの給電部である第１給電部１１０Ａ及び第２給電部１１０Ｂは、共に同一のループ導体１００に設けられている。第１給電部１１０Ａには第１給電線４１が接続され、第２給電部１１０Ｂには第２給電線４２が接続されている。これら第１給電線４１及び第２給電線４２は、内部導体及び外部導体が同軸に構成された同軸ケーブルであり、スイッチＳＷにより選択的に通信装置本体１０と接続される。すなわち、スイッチＳＷが第１給電線４１側に切り替わると、通信装置本体１０の高周波回路１１の送受分離器１２とループ導体１００の第１給電部１１０Ａとが第１給電線４１を経由して接続され、ループ導体１００は第１偏波アンテナとして機能する。一方、スイッチＳＷが第２給電線４２側に切り替わると、通信装置本体１０の送受分離器１２とループ導体１００の第２給電部１１０Ｂとが第２給電線４２を経由して接続され、ループ導体１００は第２偏波アンテナとして機能する。スイッチＳＷは後述する制御回路１３により切替制御される。
【００５２】
ループ導体１００を変形していない状態では、上述したように給電部１１０Ａ，１１０Ｂが互いに１／４波長分ずれた位置となるため、ループ導体１００は給電部１１０Ａ，１１０Ｂにより互いに直交する偏波面を有する電磁波を放射するアンテナとして機能する。
【００５３】
通信装置本体１０は、上記送受分離器１２を有する高周波回路１１と、この高周波回路１１に対し各種コマンドを出力し、アンテナ装置１を介した通信制御を行う制御回路１３とを有している。また通信装置本体１０は、方向性結合器１４と、送信電力検出部１５及び反射電力検出部１６と、報知部１７（報知手段）とを有している。なお、報知部１７としては例えば液晶表示部等が用いられる。
【００５４】
上記方向性結合器１４、送信電力検出部１５、反射電力検出部１６、及び報知部１７は、アンテナ装置１における導体要素の軸方向寸法を調整するためのものである。すなわち、方向性結合器１４は、高周波回路１１とスイッチＳＷとの間の伝送線路上に設けられており、高周波回路１１からアンテナ装置１へ伝搬する送信電力の一部を取り出すとともに、アンテナ装置１から高周波回路１１へ伝搬する反射電力の一部を取り出す。送信電力検出部１５は、上記方向性結合器１４により取り出された送信電力を検出し、その検出結果を制御回路１３に出力する。同様に反射電力検出部１６は、方向性結合器１４により取り出された反射電力を検出し、その検出結果を制御回路１３に出力する。
【００５５】
制御回路１３は、送信電力検出部１５及び反射電力検出部１６から入力された検出結果に基づき、アンテナ装置１のループ導体１００，２００のループ面積を変更した際に生じるインピーダンスの不整合を検出する。そして制御回路１３は、その検出結果に係わる情報を操作者に対し報知部１７で報知する。これにより、操作者は報知部１７による報知内容を参照しつつ、所定の電力反射状態となるように後述するナット部１３３ａ〜１３３ｄ等を操作してループ導体１００，２００の導体要素１００Ａ〜１００Ｄ，２００Ａ〜２００Ｄの軸方向寸法を調整することで、インピーダンスの不整合を是正することができるようになっている。具体的には、報知部１７は、送信電力の一部のレベルに対する反射電力の一部のレベルの相対比が予め設定された値以下となるまではインピーダンスの不整合が生じている旨の報知を行い、相対比が設定値以下となったら当該報知を停止する。
【００５６】
図３は、アンテナ装置１の詳細構造を筐体２を透視して表す斜視図である。なお、この図３では煩雑防止のためループ導体２００の図示を省略している。
【００５７】
図３に示すように、ループ導体１００は、導体要素１００Ａ〜１００Ｄが略四角形のループ形状に配列されて構成されている。このループ導体１００の第１給電部１１０Ａ及び第２給電部１１０Ｂでは、導体要素１００Ａ，１００Ｂがそれぞれ分断されている。第１給電部１１０Ａでは、第１給電線４１の内部導体及び外部導体が導体要素１００Ａの導体端部１１１ａ，１１２ａにそれぞれ接続される。同様に第２給電部１１０Ｂでは、第２給電線４２の内部導体及び外部導体が導体要素１００Ｂの導体端部１１１ｂ，１１２ｂにそれぞれ接続される。なお、第１給電部１１０Ａ及び第２給電部１１０Ｂに給電線４１，４２が接続されると、図３中破線で示すように、導体端部１１１ａ，１１２ａ間及び導体端部１１１ｂ，１１２ｂ間がそれぞれ一定間隔でかつ両導体同士で軸を同じくするように固定された状態となる。
【００５８】
また、前述したようにループ導体１００の各導体要素１００Ａ〜１００Ｄには、各導体要素の軸方向寸法を増減可能な伸縮部１２０Ａ〜１２０Ｄがそれぞれ設けられている。次にこの伸縮部の構造について説明する。なお、ここでは導体要素１００Ａの伸縮部１２０Ａについて説明するが、他の導体要素１００Ｂ〜１００Ｄの伸縮部１２０Ｂ〜１２０Ｄについても同様の構造となっている。
【００５９】
伸縮部１２０Ａは、導体要素１００Ａの第１給電部１１０Ａと異なる位置、図３に示す例では第１給電部１１０Ａの左側に設けられている。この伸縮部１２０Ａは、分断された導体要素１００Ａの一方側の端部１２１ａに設けられた芯部１２２ａが他方側の端部１２３ａに設けた穴部１２４ａに対し摺動可能に挿入された構造となっている。このような構造により、伸縮部１２０Ａにおいて芯部１２２ａが穴部１２４ａ内を摺動しつつ、導体要素１００Ａの軸方向寸法が増減可能な構成となっている。
【００６０】
またループ導体１００の各導体要素１００Ａ〜１００Ｄは、非導電性の材料で構成された支持部材１３０Ａ〜１３０Ｄにより筐体２に対しそれぞれ支持されている。次にこの支持部材の構造について説明する。なお、ここでは導体要素１００Ａを支持する支持部材１３０Ａについて説明するが、他の導体要素１００Ｂ〜１００Ｄを支持する支持部材１３０Ｂ〜１３０Ｄについても同様の構造となっている。
【００６１】
支持部材１３０Ａは、導体要素１００Ａを把持する把持部１３１ａと、この把持部１３１ａを下端に固定したボルト部１３２ａと、このボルト部１３２ａの上側に形成されたネジと螺合するナット部１３３ａとを有している。ナット部１３３ａの外周面の下方側には溝ｄが形成されている。図４に示すように、ナット部１３３ａは、溝ｄに筐体２の上面２Ａに設けられた開口２１ａの縁が嵌合した状態で開口２１ａに挿通されている。これにより、ナット部１３３ａは開口２１ａ内において左右方向に移動可能となっており、その結果、支持部材１３０Ａは左右方向に移動可能に導体要素１００Ａを支持している。またナット部１３３ａの溝ｄより上側は筐体上面２Ａの上方に露出しており、操作者は当該露出部Ｎを摘んでナット部１３３ａをボルト部１３２ａ回りに回転させることができる。これにより、伸縮部１２０Ｂ，１２０Ｄを伸縮させて、ボルト部１３２ａ及び把持部１３１ａを導体要素１００Ａと共に筐体上面２Ａに対して進退させることができる。このように、操作者が導体要素１００Ａ〜１００Ｄを支持する各支持部材１３０Ａ〜１３０Ｄのナット部１３３ａ〜１３３ｄ（操作部）について回転操作することにより、筐体２の外部より伸縮部１２０Ａ〜１２０Ｄを操作することができ、ループ導体１００のループ面積等を手動で調整することが可能となっている。
【００６２】
例えばループ導体１００の左右方向の大きさを増減させる場合には、導体要素１００Ｂ，１００Ｄを支持する支持部材１３０Ｂ，１３０Ｄのうち少なくとも一方について、そのナット部１３３ｂ，１３３ｄをボルト部１３２ｂ，１３２ｄ回りに回転させ、導体要素１００Ｂ，１００Ｄを筐体右面２Ｂ及び左面２Ｄに対して進退させる。このとき、導体要素１００Ａ，１００Ｃが伸縮部１２０Ａ，１２０Ｃにより伸縮し、上記導体要素１００Ｂ，１００Ｄの筐体２Ｂ，２Ｄに対する進退を許容する。また導体要素１００Ａ，１００Ｃを支持する支持部材１３０Ａ，１３０Ｃは、上記導体要素１００Ａ，１００Ｃの伸縮に応じて開口２１ａ，２１ｃ内を左右方向に移動しつつ、当該導体要素１００Ａ，１００Ｃを支持する。これにより、ループ導体１００の左右方向の大きさを増減させることができる。
【００６３】
また、ループ導体１００の上下方向の大きさを増減させる場合には、導体要素１００Ａ，１００Ｃを支持する支持部材１３０Ａ，１３０Ｃのうち少なくとも一方について、そのナット部１３３ａ，１３３ｃをボルト部１３２ａ，１３２ｃ回りに回転させ、導体要素１００Ａ，１００Ｃを筐体上面２Ａ及び下面２Ｃに対して進退させる。このとき、導体要素１００Ｂ，１００Ｄが伸縮部１２０Ｂ，１２０Ｄにより伸縮し、上記導体要素１００Ａ，１００Ｃの筐体２Ａ，２Ｃに対する進退を許容する。また導体要素１００Ｂ，１００Ｄを支持する支持部材１３０Ｂ，１３０Ｄは、上記導体要素１００Ｂ，１００Ｄの伸縮に応じて開口２１ｂ，２１ｄ内を上下方向に移動しつつ、当該導体要素１００Ｂ，１００Ｄを支持する。これにより、ループ導体１００の上下方向の大きさを増減させることができる。
【００６４】
なお、以上では説明を省略したが、ループ導体２００の伸縮部及び支持部材もループ導体１００と同様の構造となっており、上述と同様にナット部２３３ａ〜２３３ｄ（図示省略）を操作することで、ループ導体２００についてもそのループ面積等を調整することができる。また操作者は、前述した報知部１７の報知内容を参照しつつ各ナット部の操作を行うことにより、ループ導体１００，２００を変形した際に生じるインピーダンスの不整合を是正することができる。
【００６５】
次に、アンテナ特性を制御する際に行うループ導体の変形の態様について説明する。図５は、指向性の幅を制御する際に行うループ導体の変形の一例を表す図である。
【００６６】
図５中矢印アで示すように、ループ導体１００，２００のループ中心位置を一致させた状態で、後方側のループ導体２００の面積が大きくなるように変形することにより、電磁波を放射するときの指向性の幅を狭くすることができる。なおこのとき、ループ導体２００を大きくするのではなく、前方側のループ導体１００の面積を小さくしてもよい。この場合には共振周波数も変化するが、これについては後述する。このようにして、後方側のループ導体２００のループ面積に対する前方側のループ導体１００のループ面積を相対的に小さくすることで、電磁波を放射するときの指向性の幅を狭くすることができる。
【００６７】
一方、図５中矢印イで示すように、ループ導体１００，２００のループ中心位置を一致させた状態で、後方側のループ導体２００の面積が小さくなるように変形することにより、電磁波を放射するときの指向性の幅を広くすることができる。なおこのとき、ループ導体２００を小さくするのではなく、前方側のループ導体１００の面積を大きくしてもよい。この場合には共振周波数も変化するが、これについては後述する。このようにして、後方側のループ導体２００のループ面積に対する前方側のループ導体１００のループ面積を相対的に大きくすることで、電磁波を放射するときの指向性の幅を広くすることができる。
【００６８】
図６は、放射される電磁波の指向方向を制御する際に行うループ導体の変形の一例を表す図である。
【００６９】
図６に示す例では、矢印ウで示すように、ループ導体１００のループ中心位置をループ導体２００の中心位置から右下方向にずらしている。このようなループ導体１００の変形は、導体要素１００Ａ，１００Ｄについては筐体２の上面２Ａ及び左面２Ｄより遠ざかるように移動させ、導体要素１００Ｂ，１００Ｃについては筐体２の右面２Ｂ及び左面２Ｃに近づけるように移動させることで実現できる。これにより、放射される電磁波の指向方向をループ導体１００のループ中心位置をずらした方向である右下方向に制御することができる。なおこのとき、ループ導体１００のループ中心位置をずらすのではなく、後方側のループ導体２００のループ中心位置をずらすようにしてもよい。例えば後方側のループ導体２００のループ中心位置を左上にずらすことにより、上記と同様に放射される電磁波の指向方向を右下方向に制御することができる。右下以外の方向についても同様である。
【００７０】
このようにして、ループ導体１００のループ中心位置とループ導体２００のループ中心位置との相対的な位置関係を調整することにより、放射される電磁波の指向方向を所望の方向に制御することができる。
【００７１】
図７は、共振周波数を制御する際に行うループ導体の変形の一例を表す図である。
【００７２】
本実施形態のアンテナ装置１は、給電部１１０Ａ，１１０Ｂを有するループ導体１００のループ長と略等しい波長を有する周波数で共振する。したがって、図７中矢印エで示すように、ループ導体１００，２００のループ中心位置を一致させた状態で、ループ導体１００のループ長が長くなるように変形することにより、共振周波数を低くすることができる。また図７中矢印オで示すように、ループ導体１００のループ長が短くなるように変形することにより、共振周波数を高くすることができる。
【００７３】
図８は、ループ導体１００の給電部１１０Ａ，１１０Ｂによる偏波面のなす角度を制御する際に行うループ導体の変形の一例を表す図であり、図８（ａ）は偏波角度を大きくする場合、図８（ｂ）は偏波角度を小さくする場合を示している。
【００７４】
図８（ａ）中矢印カに示すように、ループ導体１００の導体要素１００Ａ，１００Ｃの長さを伸縮部１２０Ａ，１２０Ｃにより共に短くし、矢印キに示すように、導体要素１００Ｂ，１００Ｄの長さを伸縮部１２０Ｂ，１２０Ｄにより共に長くし、短くした分の長さと長くした分の長さを一致させることにより、ループ導体１００のループ長を変更せずに第１給電部１１０Ａと第２給電部１１０Ｂとの間隔を大きくすることができる。このようにして、給電部１１０Ａ，１１０Ｂの間隔を１／４波長〜１／２波長の間で調整することにより、ループ導体１００の給電部１１０Ａ，１１０Ｂにより放射される電磁波の偏波のなす角度を９０度〜およそ１８０度の間で調整することができる。
【００７５】
一方、図８（ｂ）中矢印クに示すように、ループ導体１００の導体要素１００Ｂ，１００Ｄの長さを伸縮部１２０Ｂ，１２０Ｄにより共に短くし、矢印ケに示すように、導体要素１００Ａ，００Ｃの長さを伸縮部１２０Ａ，１２０Ｃにより共に長くし、短くした分の長さと長くした分の長さを一致させることにより、ループ導体１００のループ長を変更せずに第１給電部１１０Ａと第２給電部１１０Ｂとの間隔を小さくすることができる。このようにして、給電部１１０Ａ，１１０Ｂの間隔を０〜１／４波長の間で調整することにより、ループ導体１００の給電部１１０Ａ，１１０Ｂにより放射される電磁波の偏波のなす角度をおよそ０度〜９０度の間で調整することができる。
【００７６】
なお、前述したようにループ導体１００の変形を行っていない状態では、給電部１１０Ａ，１１０Ｂが互いに１／４波長分ずれた位置となるため、ループ導体１００の給電部１１０Ａ，１１０Ｂにより放射される電磁波の偏波のなす角度は９０度となる。
【００７７】
また、上記図８（ａ）及び図８（ｂ）では、ループ導体１００の変形に合わせ、ループ導体１００が径方向内側に位置し且つ相似形となるように、ループ導体２００についても適宜変形を行っている。
【００７８】
図９は、通信装置本体１０の制御回路１３によって行われる制御内容を表すフローチャートである。
【００７９】
ステップＳ１０では、制御回路１３は、通信を開始するか否かを判定する。この判定は、操作者により通信開始指示入力がなされたか否かによって行われる。通信開始指示入力がなされるまでステップＳ１０を繰り返し、通信開始指示入力がなされると判定が満たされてステップＳ２０に移る。
【００８０】
ステップＳ２０では、制御回路１３は、操作者により所定の入力手段を用いてアンテナ形状を変更した旨の入力がなされたか否かを判定する。アンテナ形状を変更した旨の入力がなされた場合には、判定が満たされてステップＳ３０に移る。一方、アンテナ形状を変更した旨の入力がなされなかった場合には、判定が満たされずに後述するステップＳ６０に移る。
【００８１】
なお、上記ステップＳ２０を行わずに常にインピーダンスの不整合検出を行うようにしてもよい。この場合、制御回路１３は、送信電力検出部１５及び反射電力検出部１６より送信電力と反射電力の値を常時取得し、当該取得結果に基づき不整合検出を行う。
【００８２】
ステップＳ３０では、制御回路１３は、報知部１７に制御信号を出力し、上記ステップＳ２０で検出したインピーダンスの不整合に係わる情報を報知する。この報知内容としては、単にインピーダンスの不整合の有無のみを表す情報でもよいし、インピーダンスの不整合を解消するために必要なループ導体の変形量を操作者に対し具体的に指示する情報であってもよい。
【００８３】
ステップＳ４０では、制御回路１３は、送信電力検出部１５及び反射電力検出部１６による検出結果に基づき、インピーダンスの不整合が解消したか否かを判定する。この判定は、前述したように送信電力の一部のレベルに対する反射電力の一部のレベルの相対比が予め設定された値以下となったか否かにより行われる。インピーダンスの不整合が解消していない場合には、判定が満たされずに上記ステップＳ３０に戻る。一方、インピーダンスの不整合が解消した場合には、判定が満たされてステップＳ５０に移る。
【００８４】
ステップＳ５０では、制御回路１３は、上記ステップＳ３０で開始したインピーダンスの不整合に係わる情報の報知を停止する。あるいは、インピーダンスの不整合が解消した旨を報知する。
【００８５】
ステップＳ６０では、制御回路１３は、スイッチＳＷを第１給電線４１側及び第２給電線４２側のいずれかに切り替えるとともに、高周波回路１１に制御信号を出力し、送受分離器１２よりアンテナ装置１のループ導体１００の第１給電部１１０Ａ及び第２給電部１１０Ｂのいずれかに電力を出力する。これによりアンテナ装置１を介した通信が開始される。
【００８６】
ステップＳ７０では、制御回路１３は、通信を終了するか否かを判定する。この判定は、操作者により通信終了指示入力がなされたか否かによって行われる。通信終了指示入力がなされていない場合には、判定が満たされずに先のステップＳ２０に戻る。一方、通信終了指示入力がなされた場合には、判定が満たされて本フローを終了する。
【００８７】
以上において、反射電力検出部１６が特許請求の範囲に記載の検出手段を構成し、この反射電力検出部１６と、方向性結合器１４、送信電力検出部１５、及び報知部１７とが調整手段を構成する。
【００８８】
以上説明した本実施形態のアンテナ装置１においては、前方側のループ導体１００の方が後方側のループ導体２００よりもループ面積が小さくなっていることから、後方側のループ導体２００と前方側のループ導体１００との位置関係によって電磁波の放射態様を変化可能な構造となる。そして、本実施形態においては、電磁波の放射態様を制御するために、ループ導体１００，２００の導体要素１００Ａ〜１００Ｄ，２００Ａ〜２００Ｄに伸縮部１２０Ａ〜１２０Ｄ，２２０Ａ〜２２０Ｄを設け、ナット部１３３ａ〜１３３ｄ，２３３ａ〜２３３ｄを用いて伸縮部１２０Ａ〜１２０Ｄ，２２０Ａ〜２２０Ｄを操作することで導体要素１００Ａ〜１００Ｄ，２００Ａ〜２００Ｄの長さを自在に変化させることができる。
【００８９】
これにより、前方側のループ導体１００のループ面積と後方側のループ導体２００のループ面積との、相対的な大きさ比率を調整したり、前方側のループ導体１００のループ中心位置と、後方側のループ導体２００のループ中心位置との、相対的な位置関係を調整することができる。
【００９０】
すなわち、前方側のループ導体１００のループ面積を相対的に大きくし、後方側のループ導体２００のループ面積を相対的に小さくすることで、電磁波を放射するときの指向性の幅を広くすることができる。逆に前方側１００のループ導体のループ面積を相対的に小さくし、後方側のループ導体２００のループ面積を相対的に大きくすることで、電磁波を放射するときの指向性の幅を狭くすることができる。
【００９１】
また、電磁波放射方向からの平面視における前方側のループ導体１００のループ中心位置を、後方側のループ導体２００のループ中心位置と一致させず、ずらすことができる。これにより、前方側のループ導体１００のループ中心位置をずらした方向に、放射される電磁波の指向方向を制御することができる。
【００９２】
以上のようにして、本実施形態によれば、ナット部１３３ａ〜１３３ｄ，２３３ａ〜２３３ｄを用いてループ導体１００，２００に設けた伸縮部１２０Ａ〜１２０Ｄ，２２０Ａ〜２２０Ｄを伸縮させるという簡易な手法により、放射する電磁波の指向性の幅や指向方向を制御する。これにより、位相制御による手法やアンテナ可動構造とする場合のように装置の大型化を招いたり複雑な制御が必要となることなく、アンテナ特性を容易に制御することができる。
【００９３】
また、本実施形態では特に、電磁波放射方向からの平面視において、前方側に位置するループ導体１００が、後方側に位置するループ導体２００の径方向内側に位置するように配列されている。これにより、前方側に位置するループ導体１００から放射され、後方側に位置するループ導体２００で反射して出力される電磁波のメインローブの方向を、概ね、電磁波放射方向前方側、すなわちアンテナ正面側とすることができる。
【００９４】
また、本実施形態では特に、ループ導体１００，２００が互いのループ面同士が略平行となるように配置されている。これにより、前方側に位置するループ導体１００から放射され、後方側に位置するループ導体２００で反射して出力される電磁波のメインローブの方向を、概ね、各ループ導体１００，２００のループ中心位置どうしの位置関係のみによって容易に制御することができる。
【００９５】
また、本実施形態では特に、ループ導体１００，２００のそれぞれは、互いに相似なループ形状を備えている。これにより、前方側に位置するループ導体１００から放射され、後方側に位置するループ導体２００で反射して出力される電磁波の指向性範囲の形状を、メインローブの軸線を軸中心とする概ね軸対称の滑らかな形状とすることができる。
【００９６】
また、本実施形態では特に、ループ導体１００，２００のそれぞれは、略四角形のループ形状を備えている。これにより、横断面形状が略四角形となる、電磁波の指向性範囲を形成することができる。
【００９７】
また、本実施形態では特に、２つの給電部である第１給電部１１０Ａ及び第２給電部１１０Ｂを、共に同一のループ導体１００に設ける。これにより、複数の給電部１１０Ａ，１１０Ｂを切り替えて使用する場合に、異なった給電部同士でアンテナ特性を一致させることができる。その結果、給電部１１０Ａ，１１０Ｂを切り替えるごとに伸縮部１２０Ａ〜１２０Ｄ，２２０Ａ〜２２０Ｄの調整を行わなくても、同様のアンテナ特性を得ることができる。
【００９８】
また、本実施形態では特に、２つのループ導体１００，２００がいずれも伸縮部１２０Ａ〜１２０Ｄ，２２０Ａ〜２２０Ｄを備えた構成とする。これにより、例えば後方側のループ導体２００のループ面積を調整して指向性の幅を調整しつつ、前方側のループ導体１００のループ中心位置をずらして指向方向を調整するといったように、複数のアンテナ特性について一度に調整することができる。また、複数のループ導体を変形可能とすることでアンテナ特性のきめ細かな調整を行うことができる。さらに、単独のループ導体のみ変形させて調整を行うとインピーダンスの不整合を生じアンテナ特性を損ねるおそれがあるが、このような場合にも他方のループ導体を調整してインピーダンスの不整合を是正することができる。
【００９９】
また、本実施形態では特に以下の効果を得る。すなわち、一般に変形可能なループ導体を有するアンテナ装置において、ループ導体を変形させてアンテナ特性の調整を行うとインピーダンスの不整合を生じアンテナ特性を損ねるおそれがある。そこで本実施形態の通信装置２０においては、通信装置本体１０が備える反射電力検出部１６でアンテナ装置１での電力反射状態を検出し、当該検出結果に係わる情報を報知部１７で報知する。これにより、操作者は当該報知内容を参照しつつ、所定の電力反射状態となるようにナット部１３３ａ〜１３３ｄ，２３３ａ〜２３３ｄを操作して導体要素１００Ａ〜１００Ｄ，２００Ａ〜２００Ｄの軸方向寸法を調整することで、インピーダンスの不整合を是正することができる。
【０１００】
なお、本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、その趣旨及び技術的思想を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。以下、そのような変形例を順を追って説明する。
【０１０１】
（１）ループ導体２００の伸縮操作を制限する係止部材を設ける場合
図１１は、本変形例のアンテナ装置１の詳細構造を筐体２を透視して表す斜視図である。
【０１０２】
図１１において、本変形例のループ導体１００の導体要素１００Ａ〜１００Ｄを把持する把持部１３１ａ〜１３１ｄには、ループ導体２００のループの内側を挿通して後方側に向かって延在する係止部材１４０Ａ〜１４０Ｄがそれぞれ設けられている。係止部材１４０Ａ〜１４０Ｄ（伸縮操作制限手段）は棒状の部材であり、導体要素１００Ａ〜１００Ｄと略垂直な方向に沿って、把持部１３１ａ〜１３１ｄから筐体２の後面２Ｅ近傍までそれぞれ延設されている。なお、係止部材１４０Ａ〜１４０Ｄの後端部は後面２Ｅとは固定されておらず、ループ導体１００の伸縮動作に影響しない構成となっている。
【０１０３】
本変形例においては、操作者がナット部２３３ａ〜２３３ｄを用いてループ導体２００の大きさを調整する際に、ループ導体１００より小さくしようとした場合、あるいはループ導体２００の導体要素２００Ａ〜２００Ｄのいずれかをループ導体１００より正面視における径方向内側に移動させようとした場合、ループ導体２００の内側に挿通された係止部材１４０Ａ〜１４０Ｄがループの内側に接触してループ導体２００の伸縮動作を係止する。これにより、ループ導体２００がループ導体１００よりも小さくならないように、あるいはループ導体２００の全ての導体要素２００Ａ〜２００Ｄがループ導体１００より径方向内側に移動しないように、その伸縮操作を確実に制限することができる。その結果、アンテナ装置１における後方側のループ導体２００の大きさを常に前方側のループ導体１００よりも大きな状態とすることができ、且つ、電磁波放射方向からの平面視において、前方側に位置するループ導体１００が、後方側に位置するループ導体２００の径方向内側に位置するようにできるので、アンテナ装置１の電磁波の出力を安定させることができる。
【０１０４】
（２）ループ導体２００の伸縮操作を制限する歯車機構を設ける場合
図１２は、本変形例のアンテナ装置１の詳細構造を筐体２を透視して表す斜視図である。
【０１０５】
図１２において、本変形例のアンテナ装置１は、前方側のループ導体１００の各操作部１３３ａ〜１３３ｄの回転方向を後方側のループ導体２００の各操作部２３３ａ〜２３３ｄに反対の回転方向としてそれぞれ伝達する歯車機構１５０Ａ〜１５０Ｄを備えている。これら歯車機構１５０Ａ〜１５０Ｄは、筐体２の上面２Ａ、右面２Ｂ、下面２Ｃ、左面２Ｄの内側にそれぞれ設けられている。
【０１０６】
図１３は、歯車機構１５０Ａの歯車構成を表す上面図である。なお、他の歯車機構１５０Ｂ〜１５０Ｄについても同様の構成である。
【０１０７】
図１３において、歯車機構１５０Ａは、相互に噛合する４つの歯車である第１小歯車１５１ａ、第１大歯車１５２ａ、第２大歯車１５３ａ、及び第２小歯車１５４ａから構成されている。第１小歯車１５１ａはループ導体１００の操作部１３３ａと同軸に連結されており、操作部１３３ａが回転操作されると同方向に回転する。第１大歯車１５２ａ及び第２大歯車１５３ａは、第１小歯車１５１ａ及び第２小歯車１５４ａより大径に構成された歯車であり、第１小歯車１５１ａと第２小歯車１５４ａとの間に介在して設けられている。第２小歯車１５４ａはループ導体２００の操作部２３３ａと同軸に連結されており、操作部２３３ａが回転操作されると同方向に回転する。
【０１０８】
上記構成により、操作者がループ導体１００の操作部１３３ａを例えば時計回り方向に回転操作すると、第１小歯車１５１ａも同方向（図中矢印コ）に回転する。これにより、第１大歯車１５２ａは反時計回り方向（図中矢印サ）に回転し、第２大歯車１５３ａは時計回り方向（図中矢印シ）に回転し、第２小歯車１５４ａは半時計回り方向（図中矢印ス）に回転する。このようにして、歯車機構１５０Ａは、ループ導体１００の操作部１３３ａの回転方向をループ導体２００の操作部２３３ａに反対の回転方向として伝達する。その結果、前方側のループ導体１００の伸縮動作と反対の伸縮動作を後方側のループ導体２００が連動して行うようになっている。
【０１０９】
なお、ループ導体１００の各操作部１３３ａ〜１３３ｄ又はループ導体２００の各操作部２３３ａ〜２３３ｄは、ボルト軸方向に沿って引っ張り操作または押し込み操作を行うことにより、上記小歯車と大歯車の噛合が解除されるようになっている。これにより、操作者は上記連動動作を行わせるか否かを選択することが可能となっている。
【０１１０】
以上説明した変形例によれば、例えば操作者が前方側のループ導体１００のループ面積を相対的に小さくしようとした場合、ループ導体１００を小さくするように各操作部１３３ａ〜１３３ｄを操作すれば後方側のループ導体２００が連動して大きくなるため、後方側のループ導体２００の各操作部２３３ａ〜２３３ｄを操作することなく、手早くループ導体１００のループ面積を相対的に小さくすることができる。このように、アンテナ特性を調整する際の操作者の操作労力を低減することができる。
【０１１１】
（３）伸縮部の構造の変形例
伸縮部としては上記実施形態以外の構造を採用してもよい。例えば伸縮部１２０Ａの例で説明すると、上記実施形態では図１０（ａ）に示すように、伸縮部１２０Ａにおける一方側の端部１２１ａに設けられた芯部１２２ａが他方側の端部１２３ａに設けた穴部１２４ａに対し摺動可能に挿入された構造としたが、例えば図１０（ｂ）に示すように、端部１２１ａの上下方向中心部を軸方向に突出させ、この突出部１２２ａ′が他方側の端部１２３ａに設けた凹部１２４ａ′に対し摺動可能に嵌合された構造である伸縮部１２０Ａ′としてもよい。すなわち、伸縮部の左右両側の部材の左右方向の移動差を許容し、上下方向の移動差を規制する構造であればよい。
【０１１２】
（４）３つ以上のループ導体を設ける場合
上記実施形態では、アンテナ装置１が、放射器として機能するループ導体１００及び反射器として機能するループ導体２００の２つのループ導体を有する構成としたが、これに限られず、ループ導体１００のさらに前方側に導波器として機能する少なくとも１つのループ導体を設け、アンテナ装置１が３つ以上のループ導体を有する構成としてもよい。この場合、導波器として機能するループ導体にも伸縮部を設けることで、さらにきめ細かなアンテナ特性の調整を行うことができる。
【０１１３】
（５）反射器を設けない場合
上記実施形態では、アンテナ装置１が、放射器として機能するループ導体１００及び反射器として機能するループ導体２００を有する構成としたが、これに限られず、例えば放射器として機能するループ導体を後方に配置し、導波器として機能するループ導体を前方に配置した、反射器を設けない構成としてもよい。この場合にも上記実施形態と同様の効果を得る。すなわち、放射器としての後方側のループ導体のループ面積に対する導波器としての前方側のループ導体のループ面積を相対的に小さくすると、電磁波を放射するときの指向性の幅を狭くすることができ、後方側のループ導体のループ面積に対する前方側のループ導体のループ面積を相対的に大きくすると、電磁波を放射するときの指向性の幅を広くすることができる。
【０１１４】
（６）その他
以上ではループ導体１００，２００のループ形状を略四角形に構成したが、円形にしてもよいし、三角形等の四角以外の多角形としてもよい。また以上では、ループ導体１００に２つの給電部１１０Ａ，１１０Ｂを設ける構成としたが、給電部の数は１つでもよい。また以上では、ループ導体１００，２００のいずれにも伸縮部を設ける構成としたが、必ずしも両方のループ導体に設ける必要はない。アンテナ特性を容易に制御できるという効果を得る上においては、どちらか一方のループ導体に伸縮部を設ければ足りる。
【０１１５】
なお、以上において、図９に示すフローチャートは本発明を上記フローに示す手順に限定するものではなく、発明の趣旨及び技術的思想を逸脱しない範囲内で手順の追加・削除又は順番の変更等をしてもよい。
【０１１６】
また、以上既に述べた以外にも、上記実施形態や各変形例による手法を適宜組み合わせて利用しても良い。
【０１１７】
その他、一々例示はしないが、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更が加えられて実施されるものである。
【符号の説明】
【０１１８】
１ アンテナ装置
２ 筐体（アンテナ筐体）
１０ 通信装置本体
１４ 方向性結合器（調整手段）
１５ 送信電力検出部（調整手段）
１６ 反射電力検出部（調整手段、検出手段）
１７ 報知部（調整手段、報知手段）
２０ 通信装置
１００ ループ導体
１００Ａ〜１００Ｄ 導体要素
１１０Ａ 第１給電部
１１０Ｂ 第２給電部
１２０Ａ〜１２０Ｄ 伸縮部
１３３ａ〜１３３ｄ ナット部（操作部）
１４０Ａ〜１４０Ｄ 係止部材（伸縮操作制限手段）
２００ ループ導体
２００Ａ〜２００Ｄ 導体要素
２２０Ａ〜２２０Ｄ 伸縮部
２３３ａ〜２３３ｄ ナット部（操作部）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のループ導体を電磁波を放射する方向に沿って複数配列したアンテナ装置及びこれを備えた通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、通信装置に用いられるアンテナの特性を制御する方法が提唱されている。例えばアンテナの指向方向を制御する方式としては、複数のアンテナ素子を使用してその給電位相を制御する方式や、アンテナを可動式としてアンテナの向き自体を制御する方式が採用されている。また指向性の幅を制御する方式として、放射器と反射器との相対位置を調整する方式が採用されている。
【０００３】
上記指向幅の制御方式を採用する従来技術としては、例えば特許文献１に記載のものがある。この従来技術のアンテナは、反射器及び放射器と、放射器を反射器の中心軸に沿って変位可能に支持する支持部材とを有しており、放射器と反射器との相対位置を調整することによりアンテナの指向幅を調整可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２３６４２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した指向方向を制御する方式のうち、前者の方式では、多数のアンテナ素子が必要となるため装置の大型化を招くと共に制御が複雑化してしまい、また後者の方式では、アンテナを台座ごと可動させる必要があるため設備が大掛かりとなるという問題があった。また上述した指向幅の制御方式では、簡易な構成で指向幅を調整することはできるが、指向方向を調整するためにはアンテナを可動式とするしかなく、大掛かりな設備が必要になるという問題があった。このように、従来技術のアンテナでは、装置の大型化や制御の複雑化を伴わずに指向方向及び指向幅の両方のアンテナ特性を制御することができなかった。
【０００６】
本発明の目的は、装置の大型化を招いたり複雑な制御を行うことなく、アンテナ特性を容易に制御することができるアンテナ装置及び通信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、第１発明のアンテナ装置は、導体要素を備えた複数のループ導体を、電磁波を放射する方向に沿ってアンテナ筐体内に複数配列したアンテナ装置であって、前記複数のループ導体のそれぞれは、前記電磁波放射方向の前方側へ向かって、順次ループ面積が小さくなるように構成されており、前記複数のループ導体のうち１つのループ導体は、少なくとも１つの給電部を備え、前記複数のループ導体のうち少なくとも１つのループ導体は、少なくとも１つの前記導体要素が、当該導体要素の軸方向寸法を増減可能な伸縮部を備え、前記アンテナ筐体の外部より前記伸縮部を操作可能な操作部を設けたことを特徴とする。
【０００８】
本願第１発明のアンテナ装置においては、給電部を備えた１つのループ導体を含む複数のループ導体をアンテナ筐体内に配列することで、いわゆる八木アンテナと同等の機能を実現する。すなわち、一方側（電磁波放射方向後方側）に位置するループ導体が反射器、他方側（電磁波放射方向前方側）に位置するループ導体が放射器として機能し、反射器側から放射器側へ向かう方向に電磁波を放射することができる。
【０００９】
このとき、電磁波放射方向前方側のループ導体ほどループ面積が小さくなっていることから、電磁波放射方向後方側のループ導体と電磁波放射方向前方側のループ導体との位置関係によって電磁波の放射態様を変化可能な構造となる。そして、本願第１発明においては、実際に電磁波の放射態様を制御するために、少なくとも１つのループ導体の導体要素に伸縮部を設け、操作部を用いて伸縮部を操作することで導体要素の長さを自在に変化させることができる。
【００１０】
これにより、電磁波放射方向前方側のループ導体のループ面積と電磁波放射方向後方側のループ導体のループ面積との、相対的な大きさ比率を調整したり、電磁波放射方向前方側のループ導体のループ中心位置と、電磁波放射方向後方側のループ導体のループ中心位置との、相対的な位置関係を調整することが可能となる。
【００１１】
すなわち、電磁波放射方向前方側のループ導体のループ面積を相対的に小さくし、電磁波放射方向後方側のループ導体のループ面積を相対的に大きくすることで、電磁波を放射するときの指向性の幅を狭くすることができる。逆に電磁波放射方向前方側のループ導体のループ面積を相対的に大きくし、電磁波放射方向後方側のループ導体のループ面積を相対的に小さくすることで、電磁波を放射するときの指向性の幅を広くすることができる。
【００１２】
また、前記電磁波放射方向からの平面視における電磁波放射方向前方側のループ導体のループ中心位置を、電磁波放射方向後方側のループ導体のループ中心位置と一致させず、ずらすことができる。これにより、電磁波放射方向前方側のループ導体のループ中心位置をずらした方向に、放射される電磁波の指向方向を制御することができる。
【００１３】
以上のようにして、本願第１発明によれば、操作部を用いてループ導体に設けた伸縮部を伸縮させるという簡易な手法により、放射する電磁波の指向性の幅や指向方向を制御する。これにより、位相制御による手法やアンテナ可動構造とする場合のように装置の大型化を招いたり複雑な制御が必要となることなく、アンテナ特性を容易に制御することができる。
【００１４】
第２発明のアンテナ装置は、上記第１発明において、前記電磁波放射方向後方側の前記ループ導体の伸縮操作を、前記電磁波放射方向前方側の前記ループ導体の伸縮操作に応じて制限する伸縮操作制限手段を有することを特徴とする。
【００１５】
本願第２発明においては、伸縮操作制限手段により、電磁波放射方向後方側のループ導体が電磁波放射方向前方側のループ導体よりも小さくならないようにその伸縮操作を制限することが可能となる。これにより、アンテナ装置における後方側のループ導体の大きさを常に前方側のループ導体よりも大きな状態とすることができるので、アンテナ装置の電磁波の出力を安定させることができる。また伸縮制限手段により、電磁波放射方向前方側のループ導体の伸縮動作と反対の伸縮動作を電磁波放射方向後方側のループ導体が連動して行うように、その伸縮操作を制限することが可能となる。これにより、例えば操作者が前方側のループ導体のループ面積を相対的に小さくしようとした場合、前方側のループ導体を小さくするように操作部を操作すれば後方側のループ導体が連動して大きくなるため、後方側のループ導体の操作部を操作することなく手早く所望のアンテナ特性に調整することができる。したがって、操作者の操作労力を低減することができる。
【００１６】
第３発明のアンテナ装置は、上記第２発明において、前記伸縮操作制限手段は、前記電磁波放射方向前方側の前記ループ導体に設けられ、前記電磁波放射方向後方側の前記ループ導体のループの内側を挿通して前記電磁波放射方向後方側に延在する係止部材であることを特徴とする。
【００１７】
本願第３発明においては、電磁波放射方向後方側のループ導体の大きさを調整する際に電磁波放射方向前方側のループ導体より小さくしようとすると、当該ループの内側に挿通された係止部材がループの内側に接触してループ導体の伸縮動作を係止する。これにより、後方側のループ導体が前方側のループ導体よりも小さくならないように、その伸縮操作を確実に制限することができる。
【００１８】
第４発明のアンテナ装置は、上記第２発明において、前記伸縮操作制限手段は、前記電磁波放射方向前方側の前記ループ導体の伸縮動作と反対の伸縮動作を前記電磁波放射方向後方側の前記ループ導体が連動して行うように、前記電磁波放射方向前方側の前記操作部の操作を前記電磁波放射方向後方側の前記操作部に伝達する歯車機構であることを特徴とする。
【００１９】
本願第４発明においては、回転操作式の操作部を用いた場合に、歯車機構により、電磁波放射方向前方側の操作部の回転方向を電磁波放射方向後方側の操作部に反対の回転方向として伝達することができる。これにより、前方側のループ導体の伸縮動作と反対の伸縮動作を後方側のループ導体に確実に連動して行わせることができる。
【００２０】
第５発明のアンテナ装置は、上記第１乃至第４発明のいずれかにおいて、前記複数のループ導体は、前記電磁波放射方向からの平面視において、前記電磁波放射方向の前方側に位置する前記ループ導体が、前記電磁波放射方向の後方側に位置する前記ループ導体の径方向内側に位置するように、配列されていることを特徴とする。
【００２１】
これにより、電磁波放射方向の前方側に位置するループ導体から放射され、電磁波放射方向の後方側に位置するループ導体で反射して出力される電磁波のメインローブの方向を、概ね、電磁波放射方向前方側、すなわちアンテナ正面側とすることができる。
【００２２】
第６発明のアンテナ装置は、上記第１乃至第５発明のいずれかにおいて、前記複数のループ導体は、互いのループ面同士が略平行となるように配置されていることを特徴とする。
【００２３】
これにより、電磁波放射方向の前方側に位置するループ導体から放射され、電磁波放射方向の後方側に位置するループ導体で反射して出力される電磁波のメインローブの方向を、概ね、各ループ導体のループ中心位置どうしの位置関係のみによって容易に制御することができる。
【００２４】
第７発明のアンテナ装置は、上記第１乃至第６発明のいずれかにおいて、前記複数のループ導体のそれぞれは、互いに相似なループ形状を備えていることを特徴とする。
【００２５】
これにより、電磁波放射方向の前方側に位置するループ導体から放射され、電磁波放射方向の後方側に位置するループ導体で反射して出力される電磁波の指向性範囲の形状を、メインローブの軸線を軸中心とする概ね軸対称の滑らかな形状とすることができる。
【００２６】
第８発明のアンテナ装置は、上記第７発明において、前記複数のループ導体のそれぞれは、略四角形又は略円形の前記ループ形状を備えていることを特徴とする。
【００２７】
これにより、伸縮部によるアンテナ特性の調整が容易になる。
【００２８】
第９発明のアンテナ装置は、上記第１乃至第８発明のいずれかにおいて、前記給電部を複数設ける場合には、全ての前記給電部を同一のループ導体に設けることを特徴とする。
【００２９】
これにより、複数の給電部を切り替えて使用する場合に、異なった給電部同士でアンテナ特性を一致させることができる。その結果、給電部を切り替えるごとに伸縮部の調整を行わなくても、同様のアンテナ特性を得ることができる。
【００３０】
第１０発明のアンテナ装置は、上記第１乃至第９発明のいずれかにおいて、前記複数のループ導体はいずれも前記伸縮部を備えていることを特徴とする。
【００３１】
これにより、例えば電磁波放射方向後方側のループ導体のループ面積を調整して指向性の幅を調整しつつ、電磁波放射方向前方側のループ導体のループ中心位置をずらして指向方向を調整するといったように、複数のアンテナ特性について一度に調整することができる。また、複数のループ導体を変形可能とすることでアンテナ特性のきめ細かな調整が可能となる。さらに、単独のループ導体のみ変形させて調整を行うとインピーダンスの不整合を生じアンテナ特性を損ねるおそれがあるが、このような場合にも他方のループ導体を調整してインピーダンスの不整合を是正することが可能である。
【００３２】
上記目的を達成するために、第１１発明の通信装置は、アンテナ装置と通信装置本体とを有する通信装置であって、前記アンテナ装置は、アンテナ筐体と、前記アンテナ筐体内に電磁波を放射する方向に沿って複数配列され、前記電磁波放射方向の前方側へ向かって順次ループ面積が小さくなるように構成された、導体要素を備えた複数のループ導体と、前記複数のループ導体のうちの１つのループ導体に設けられた少なくとも１つの給電部と、前記複数のループ導体のうちの少なくとも１つのループ導体の前記導体要素に設けられ、当該導体要素の軸方向寸法を増減可能な伸縮部と、前記アンテナ筐体の外部より前記伸縮部を操作可能な操作部とを備え、前記通信装置本体は、前記アンテナ装置における前記導体要素の軸方向寸法を前記操作部を用いて調整するための調整手段を備えることを特徴とする。
【００３３】
本願第８発明の通信装置は、アンテナ装置と通信装置本体とを有する。アンテナ装置は、給電部を備えた１つのループ導体を含む複数のループ導体をアンテナ筐体内に配列することで、いわゆる八木アンテナと同等の機能を実現する。すなわち、一方側（電磁波放射方向後方側）に位置するループ導体が反射放射器、他方側（電磁波放射方向前方側）に位置するループ導体が放射導波器として機能し、反射放射器側から放射導波器側へ向かう方向に電磁波を放射することができる。
【００３４】
このとき、電磁波放射方向前方側のループ導体ほどループ面積が小さくなっていることから、電磁波放射方向後方側のループ導体と電磁波放射方向前方側のループ導体との位置関係によって電磁波の放射態様を変化可能な構造となる。そして、本願第８発明においては、実際に電磁波の放射態様を制御するために、少なくとも１つのループ導体の導体要素に伸縮部を設け、通信装置本体が備える調整手段の調整によって操作部を用いて伸縮部を操作することで、導体要素の長さを自在に調整することができる。
【００３５】
これにより、電磁波放射方向前方側のループ導体のループ面積と電磁波放射方向後方側のループ導体のループ面積との、相対的な大きさ比率を調整したり、電磁波放射方向前方側のループ導体のループ中心位置と、電磁波放射方向後方側のループ導体のループ中心位置との、相対的な位置関係を調整することが可能となる。
【００３６】
すなわち、電磁波放射方向前方側のループ導体のループ面積を相対的に小さくし、電磁波放射方向後方側のループ導体のループ面積を相対的に大きくすることで、電磁波を放射するときの指向性の幅を狭くすることができる。逆に電磁波放射方向前方側のループ導体のループ面積を相対的に大きくし、電磁波放射方向後方側のループ導体のループ面積を相対的に小さくすることで、電磁波を放射するときの指向性の幅を広くすることができる。
【００３７】
また、前記電磁波放射方向からの平面視における電磁波放射方向前方側のループ導体のループ中心位置を、電磁波放射方向後方側のループ導体のループ中心位置と一致させず、ずらすことができる。これにより、電磁波放射方向前方側のループ導体のループ中心位置をずらした方向に、放射される電磁波の指向方向を制御することができる。
【００３８】
以上のようにして、本願第１１発明によれば、操作部を調整するための調整手段を用いてループ導体に設けた伸縮部を伸縮させるという簡易な手法により、放射する電磁波の指向性の幅や指向方向を制御する。これにより、位相制御による手法やアンテナ可動構造とする場合のように装置の大型化を招いたり複雑な制御が必要となることなく、アンテナ特性を容易に制御することができる。
【００３９】
第１２発明の通信装置は、上記第１１発明において、前記調整手段は、前記アンテナ装置での電力反射状態を検出する検出手段と、前記検出手段による検出結果に係わる情報を報知する報知手段とを備えることを特徴とする。
【００４０】
一般に、変形可能なループ導体を有するアンテナ装置において、ループ導体を変形させてアンテナ特性の調整を行うとインピーダンスの不整合を生じアンテナ特性を損ねるおそれがある。
【００４１】
そこで本願第１２発明の通信装置においては、検出手段でアンテナ装置での電力反射状態を検出し、当該検出結果に係わる情報を報知する。これにより、操作者は報知内容を参照しつつ、所定の電力反射状態となるように操作部を操作して導体要素の軸方向寸法を調整することで、インピーダンスの不整合を是正することが可能となる。
【発明の効果】
【００４２】
本発明によれば、装置の大型化を招いたり複雑な制御を行うことなく、アンテナ特性を容易に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本実施形態のアンテナ装置の筐体を透視した全体構造を概念的に表す斜視図及び正面図である。
【図２】アンテナ装置を有する通信装置の機能構成を表すブロック図である。
【図３】アンテナ装置の詳細構造を筐体を透視して表す斜視図である。
【図４】ナット部の構造を表す一部断面図である。
【図５】指向性の幅を制御する際に行うループ導体の変形の一例を表す図である。
【図６】放射される電磁波の指向方向を制御する際に行うループ導体の変形の一例を表す図である。
【図７】共振周波数を制御する際に行うループ導体の変形の一例を表す図である。
【図８】ループ導体の２つの給電部による偏波面のなす角度を制御する際に行うループ導体の変形の一例を表す図である。
【図９】通信装置本体の制御回路によって行われる制御内容を表すフローチャートである。
【図１０】伸縮部の構造の変形例を表す図である。
【図１１】ループ導体の伸縮操作を制限する係止部材を設ける変形例のアンテナ装置の詳細構造を筐体を透視して表す斜視図である。
【図１２】ループ導体の伸縮操作を制限する歯車機構を設ける変形例のアンテナ装置の詳細構造を筐体を透視して表す斜視図である。
【図１３】歯車機構の歯車構成を表す上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
以下、本発明の一実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【００４５】
図１は、本実施形態のアンテナ装置１の筐体２を透視した全体構造を概念的に表す図であり、図１（ａ）は斜視図、図１（ｂ）は前方側から見た正面図である。なお、本明細書の説明において前、後、左、右、上、下というときは、図１及び図３等の各図中に示す電磁波を放射する方向を基準とする各方向を指すものとする。
【００４６】
図１（ａ）及び図１（ｂ）において、アンテナ装置１は、筐体２（アンテナ筐体）と、この筐体２内に配列された２つのループ導体１００，２００とを有しており、いわゆる八木アンテナと同等の機能を実現する。すなわち、後方側に位置するループ導体２００が反射器、前方側に位置するループ導体１００が放射器として機能し、反射器側であるループ導体２００から放射器側であるループ導体１００へ向かう方向に電磁波を放射する。
【００４７】
ループ導体１００，２００は、前方側へ向かって順次ループ面積が小さくなるように構成されており、且つ、図１（ｂ）に示すように、前方側からの平面視において、前方側に位置するループ導体１００が、後方側に位置するループ導体２００の径方向内側に位置するように配置されている。またループ導体１００，２００は、互いのループ面同士が略平行となるように配置されている。また各ループ導体１００，２００は、４つの導体要素１００Ａ〜１００Ｄ及び２００Ａ〜２００Ｄがそれぞれ略四角形のループ形状に配列された構成となっており、ループ導体１００，２００は互いに相似なループ形状となっている。なお、上記のループ面とは、各ループ導体１００，２００の導体要素１００Ａ〜１００Ｄ及び２００Ａ〜２００Ｄの軸心線を結ぶ四角形のなす平面のことである。
【００４８】
ループ導体１００の上側の導体要素１００Ａには第１給電部１１０Ａが設けられ、右側の導体要素１００Ｂには第２給電部１１０Ｂが設けられている。またループ導体１００の各導体要素１００Ａ〜１００Ｄには、各導体要素の軸方向寸法を増減可能な伸縮部１２０Ａ〜１２０Ｄがそれぞれ設けられている。ループ導体２００についても同様に、各導体要素２００Ａ〜２００Ｄには、各導体要素の軸方向寸法を増減可能な伸縮部２２０Ａ〜２２０Ｄがそれぞれ設けられている。これらの伸縮部によって、ループ導体１００，２００はそれぞれ変形してループ長やループ面積等を変更可能な構成となっている。なお、ここでいうループ長とはループ導体１００，２００を構成する各導体要素１００Ａ〜１００Ｄ及び２００Ａ〜２００Ｄの軸心線の長さの和であり、ループ面積とは各導体要素１００Ａ〜１００Ｄ及び２００Ａ〜２００Ｄの軸心線を結ぶ四角形のなす平面の面積である。また、伸縮部の詳細構造については後述する。
【００４９】
変形を行っていない状態では、ループ導体１００のループ長はおよそ通信に係る１波長分の長さ寸法となっており、第１給電部１１０Ａ及び第２給電部１１０Ｂはそれぞれ導体要素１００Ａ，１００Ｂの長手方向略中央位置に位置する。したがって変形を行っていない状態では、第１給電部１１０Ａと第２給電部１１０Ｂとは互いに１／４波長分ずれた位置に配置されることで、直交した２偏波を実現することができる。
【００５０】
図２は、上述したアンテナ装置１を有する通信装置２０の機能構成を表すブロック図である。なお、アンテナ装置１におけるループ導体２００の図示は省略する。
【００５１】
図２に示すように、通信装置２０は、アンテナ装置１と、通信装置本体１０とを有している。前述したように、アンテナ装置１の２つの給電部である第１給電部１１０Ａ及び第２給電部１１０Ｂは、共に同一のループ導体１００に設けられている。第１給電部１１０Ａには第１給電線４１が接続され、第２給電部１１０Ｂには第２給電線４２が接続されている。これら第１給電線４１及び第２給電線４２は、内部導体及び外部導体が同軸に構成された同軸ケーブルであり、スイッチＳＷにより選択的に通信装置本体１０と接続される。すなわち、スイッチＳＷが第１給電線４１側に切り替わると、通信装置本体１０の高周波回路１１の送受分離器１２とループ導体１００の第１給電部１１０Ａとが第１給電線４１を経由して接続され、ループ導体１００は第１偏波アンテナとして機能する。一方、スイッチＳＷが第２給電線４２側に切り替わると、通信装置本体１０の送受分離器１２とループ導体１００の第２給電部１１０Ｂとが第２給電線４２を経由して接続され、ループ導体１００は第２偏波アンテナとして機能する。スイッチＳＷは後述する制御回路１３により切替制御される。
【００５２】
ループ導体１００を変形していない状態では、上述したように給電部１１０Ａ，１１０Ｂが互いに１／４波長分ずれた位置となるため、ループ導体１００は給電部１１０Ａ，１１０Ｂにより互いに直交する偏波面を有する電磁波を放射するアンテナとして機能する。
【００５３】
通信装置本体１０は、上記送受分離器１２を有する高周波回路１１と、この高周波回路１１に対し各種コマンドを出力し、アンテナ装置１を介した通信制御を行う制御回路１３とを有している。また通信装置本体１０は、方向性結合器１４と、送信電力検出部１５及び反射電力検出部１６と、報知部１７（報知手段）とを有している。なお、報知部１７としては例えば液晶表示部等が用いられる。
【００５４】
上記方向性結合器１４、送信電力検出部１５、反射電力検出部１６、及び報知部１７は、アンテナ装置１における導体要素の軸方向寸法を調整するためのものである。すなわち、方向性結合器１４は、高周波回路１１とスイッチＳＷとの間の伝送線路上に設けられており、高周波回路１１からアンテナ装置１へ伝搬する送信電力の一部を取り出すとともに、アンテナ装置１から高周波回路１１へ伝搬する反射電力の一部を取り出す。送信電力検出部１５は、上記方向性結合器１４により取り出された送信電力を検出し、その検出結果を制御回路１３に出力する。同様に反射電力検出部１６は、方向性結合器１４により取り出された反射電力を検出し、その検出結果を制御回路１３に出力する。
【００５５】
制御回路１３は、送信電力検出部１５及び反射電力検出部１６から入力された検出結果に基づき、アンテナ装置１のループ導体１００，２００のループ面積を変更した際に生じるインピーダンスの不整合を検出する。そして制御回路１３は、その検出結果に係わる情報を操作者に対し報知部１７で報知する。これにより、操作者は報知部１７による報知内容を参照しつつ、所定の電力反射状態となるように後述するナット部１３３ａ〜１３３ｄ等を操作してループ導体１００，２００の導体要素１００Ａ〜１００Ｄ，２００Ａ〜２００Ｄの軸方向寸法を調整することで、インピーダンスの不整合を是正することができるようになっている。具体的には、報知部１７は、送信電力の一部のレベルに対する反射電力の一部のレベルの相対比が予め設定された値以下となるまではインピーダンスの不整合が生じている旨の報知を行い、相対比が設定値以下となったら当該報知を停止する。
【００５６】
図３は、アンテナ装置１の詳細構造を筐体２を透視して表す斜視図である。なお、この図３では煩雑防止のためループ導体２００の図示を省略している。
【００５７】
図３に示すように、ループ導体１００は、導体要素１００Ａ〜１００Ｄが略四角形のループ形状に配列されて構成されている。このループ導体１００の第１給電部１１０Ａ及び第２給電部１１０Ｂでは、導体要素１００Ａ，１００Ｂがそれぞれ分断されている。第１給電部１１０Ａでは、第１給電線４１の内部導体及び外部導体が導体要素１００Ａの導体端部１１１ａ，１１２ａにそれぞれ接続される。同様に第２給電部１１０Ｂでは、第２給電線４２の内部導体及び外部導体が導体要素１００Ｂの導体端部１１１ｂ，１１２ｂにそれぞれ接続される。なお、第１給電部１１０Ａ及び第２給電部１１０Ｂに給電線４１，４２が接続されると、図３中破線で示すように、導体端部１１１ａ，１１２ａ間及び導体端部１１１ｂ，１１２ｂ間がそれぞれ一定間隔でかつ両導体同士で軸を同じくするように固定された状態となる。
【００５８】
また、前述したようにループ導体１００の各導体要素１００Ａ〜１００Ｄには、各導体要素の軸方向寸法を増減可能な伸縮部１２０Ａ〜１２０Ｄがそれぞれ設けられている。次にこの伸縮部の構造について説明する。なお、ここでは導体要素１００Ａの伸縮部１２０Ａについて説明するが、他の導体要素１００Ｂ〜１００Ｄの伸縮部１２０Ｂ〜１２０Ｄについても同様の構造となっている。
【００５９】
伸縮部１２０Ａは、導体要素１００Ａの第１給電部１１０Ａと異なる位置、図３に示す例では第１給電部１１０Ａの左側に設けられている。この伸縮部１２０Ａは、分断された導体要素１００Ａの一方側の端部１２１ａに設けられた芯部１２２ａが他方側の端部１２３ａに設けた穴部１２４ａに対し摺動可能に挿入された構造となっている。このような構造により、伸縮部１２０Ａにおいて芯部１２２ａが穴部１２４ａ内を摺動しつつ、導体要素１００Ａの軸方向寸法が増減可能な構成となっている。
【００６０】
またループ導体１００の各導体要素１００Ａ〜１００Ｄは、非導電性の材料で構成された支持部材１３０Ａ〜１３０Ｄにより筐体２に対しそれぞれ支持されている。次にこの支持部材の構造について説明する。なお、ここでは導体要素１００Ａを支持する支持部材１３０Ａについて説明するが、他の導体要素１００Ｂ〜１００Ｄを支持する支持部材１３０Ｂ〜１３０Ｄについても同様の構造となっている。
【００６１】
支持部材１３０Ａは、導体要素１００Ａを把持する把持部１３１ａと、この把持部１３１ａを下端に固定したボルト部１３２ａと、このボルト部１３２ａの上側に形成されたネジと螺合するナット部１３３ａとを有している。ナット部１３３ａの外周面の下方側には溝ｄが形成されている。図４に示すように、ナット部１３３ａは、溝ｄに筐体２の上面２Ａに設けられた開口２１ａの縁が嵌合した状態で開口２１ａに挿通されている。これにより、ナット部１３３ａは開口２１ａ内において左右方向に移動可能となっており、その結果、支持部材１３０Ａは左右方向に移動可能に導体要素１００Ａを支持している。またナット部１３３ａの溝ｄより上側は筐体上面２Ａの上方に露出しており、操作者は当該露出部Ｎを摘んでナット部１３３ａをボルト部１３２ａ回りに回転させることができる。これにより、伸縮部１２０Ｂ，１２０Ｄを伸縮させて、ボルト部１３２ａ及び把持部１３１ａを導体要素１００Ａと共に筐体上面２Ａに対して進退させることができる。このように、操作者が導体要素１００Ａ〜１００Ｄを支持する各支持部材１３０Ａ〜１３０Ｄのナット部１３３ａ〜１３３ｄ（操作部）について回転操作することにより、筐体２の外部より伸縮部１２０Ａ〜１２０Ｄを操作することができ、ループ導体１００のループ面積等を手動で調整することが可能となっている。
【００６２】
例えばループ導体１００の左右方向の大きさを増減させる場合には、導体要素１００Ｂ，１００Ｄを支持する支持部材１３０Ｂ，１３０Ｄのうち少なくとも一方について、そのナット部１３３ｂ，１３３ｄをボルト部１３２ｂ，１３２ｄ回りに回転させ、導体要素１００Ｂ，１００Ｄを筐体右面２Ｂ及び左面２Ｄに対して進退させる。このとき、導体要素１００Ａ，１００Ｃが伸縮部１２０Ａ，１２０Ｃにより伸縮し、上記導体要素１００Ｂ，１００Ｄの筐体２Ｂ，２Ｄに対する進退を許容する。また導体要素１００Ａ，１００Ｃを支持する支持部材１３０Ａ，１３０Ｃは、上記導体要素１００Ａ，１００Ｃの伸縮に応じて開口２１ａ，２１ｃ内を左右方向に移動しつつ、当該導体要素１００Ａ，１００Ｃを支持する。これにより、ループ導体１００の左右方向の大きさを増減させることができる。
【００６３】
また、ループ導体１００の上下方向の大きさを増減させる場合には、導体要素１００Ａ，１００Ｃを支持する支持部材１３０Ａ，１３０Ｃのうち少なくとも一方について、そのナット部１３３ａ，１３３ｃをボルト部１３２ａ，１３２ｃ回りに回転させ、導体要素１００Ａ，１００Ｃを筐体上面２Ａ及び下面２Ｃに対して進退させる。このとき、導体要素１００Ｂ，１００Ｄが伸縮部１２０Ｂ，１２０Ｄにより伸縮し、上記導体要素１００Ａ，１００Ｃの筐体２Ａ，２Ｃに対する進退を許容する。また導体要素１００Ｂ，１００Ｄを支持する支持部材１３０Ｂ，１３０Ｄは、上記導体要素１００Ｂ，１００Ｄの伸縮に応じて開口２１ｂ，２１ｄ内を上下方向に移動しつつ、当該導体要素１００Ｂ，１００Ｄを支持する。これにより、ループ導体１００の上下方向の大きさを増減させることができる。
【００６４】
なお、以上では説明を省略したが、ループ導体２００の伸縮部及び支持部材もループ導体１００と同様の構造となっており、上述と同様にナット部２３３ａ〜２３３ｄ（図示省略）を操作することで、ループ導体２００についてもそのループ面積等を調整することができる。また操作者は、前述した報知部１７の報知内容を参照しつつ各ナット部の操作を行うことにより、ループ導体１００，２００を変形した際に生じるインピーダンスの不整合を是正することができる。
【００６５】
次に、アンテナ特性を制御する際に行うループ導体の変形の態様について説明する。図５は、指向性の幅を制御する際に行うループ導体の変形の一例を表す図である。
【００６６】
図５中矢印アで示すように、ループ導体１００，２００のループ中心位置を一致させた状態で、後方側のループ導体２００の面積が大きくなるように変形することにより、電磁波を放射するときの指向性の幅を狭くすることができる。なおこのとき、ループ導体２００を大きくするのではなく、前方側のループ導体１００の面積を小さくしてもよい。この場合には共振周波数も変化するが、これについては後述する。このようにして、後方側のループ導体２００のループ面積に対する前方側のループ導体１００のループ面積を相対的に小さくすることで、電磁波を放射するときの指向性の幅を狭くすることができる。
【００６７】
一方、図５中矢印イで示すように、ループ導体１００，２００のループ中心位置を一致させた状態で、後方側のループ導体２００の面積が小さくなるように変形することにより、電磁波を放射するときの指向性の幅を広くすることができる。なおこのとき、ループ導体２００を小さくするのではなく、前方側のループ導体１００の面積を大きくしてもよい。この場合には共振周波数も変化するが、これについては後述する。このようにして、後方側のループ導体２００のループ面積に対する前方側のループ導体１００のループ面積を相対的に大きくすることで、電磁波を放射するときの指向性の幅を広くすることができる。
【００６８】
図６は、放射される電磁波の指向方向を制御する際に行うループ導体の変形の一例を表す図である。
【００６９】
図６に示す例では、矢印ウで示すように、ループ導体１００のループ中心位置をループ導体２００の中心位置から右下方向にずらしている。このようなループ導体１００の変形は、導体要素１００Ａ，１００Ｄについては筐体２の上面２Ａ及び左面２Ｄより遠ざかるように移動させ、導体要素１００Ｂ，１００Ｃについては筐体２の右面２Ｂ及び左面２Ｃに近づけるように移動させることで実現できる。これにより、放射される電磁波の指向方向をループ導体１００のループ中心位置をずらした方向である右下方向に制御することができる。なおこのとき、ループ導体１００のループ中心位置をずらすのではなく、後方側のループ導体２００のループ中心位置をずらすようにしてもよい。例えば後方側のループ導体２００のループ中心位置を左上にずらすことにより、上記と同様に放射される電磁波の指向方向を右下方向に制御することができる。右下以外の方向についても同様である。
【００７０】
このようにして、ループ導体１００のループ中心位置とループ導体２００のループ中心位置との相対的な位置関係を調整することにより、放射される電磁波の指向方向を所望の方向に制御することができる。
【００７１】
図７は、共振周波数を制御する際に行うループ導体の変形の一例を表す図である。
【００７２】
本実施形態のアンテナ装置１は、給電部１１０Ａ，１１０Ｂを有するループ導体１００のループ長と略等しい波長を有する周波数で共振する。したがって、図７中矢印エで示すように、ループ導体１００，２００のループ中心位置を一致させた状態で、ループ導体１００のループ長が長くなるように変形することにより、共振周波数を低くすることができる。また図７中矢印オで示すように、ループ導体１００のループ長が短くなるように変形することにより、共振周波数を高くすることができる。
【００７３】
図８は、ループ導体１００の給電部１１０Ａ，１１０Ｂによる偏波面のなす角度を制御する際に行うループ導体の変形の一例を表す図であり、図８（ａ）は偏波角度を大きくする場合、図８（ｂ）は偏波角度を小さくする場合を示している。
【００７４】
図８（ａ）中矢印カに示すように、ループ導体１００の導体要素１００Ａ，１００Ｃの長さを伸縮部１２０Ａ，１２０Ｃにより共に短くし、矢印キに示すように、導体要素１００Ｂ，１００Ｄの長さを伸縮部１２０Ｂ，１２０Ｄにより共に長くし、短くした分の長さと長くした分の長さを一致させることにより、ループ導体１００のループ長を変更せずに第１給電部１１０Ａと第２給電部１１０Ｂとの間隔を大きくすることができる。このようにして、給電部１１０Ａ，１１０Ｂの間隔を１／４波長〜１／２波長の間で調整することにより、ループ導体１００の給電部１１０Ａ，１１０Ｂにより放射される電磁波の偏波のなす角度を９０度〜およそ１８０度の間で調整することができる。
【００７５】
一方、図８（ｂ）中矢印クに示すように、ループ導体１００の導体要素１００Ｂ，１００Ｄの長さを伸縮部１２０Ｂ，１２０Ｄにより共に短くし、矢印ケに示すように、導体要素１００Ａ，００Ｃの長さを伸縮部１２０Ａ，１２０Ｃにより共に長くし、短くした分の長さと長くした分の長さを一致させることにより、ループ導体１００のループ長を変更せずに第１給電部１１０Ａと第２給電部１１０Ｂとの間隔を小さくすることができる。このようにして、給電部１１０Ａ，１１０Ｂの間隔を０〜１／４波長の間で調整することにより、ループ導体１００の給電部１１０Ａ，１１０Ｂにより放射される電磁波の偏波のなす角度をおよそ０度〜９０度の間で調整することができる。
【００７６】
なお、前述したようにループ導体１００の変形を行っていない状態では、給電部１１０Ａ，１１０Ｂが互いに１／４波長分ずれた位置となるため、ループ導体１００の給電部１１０Ａ，１１０Ｂにより放射される電磁波の偏波のなす角度は９０度となる。
【００７７】
また、上記図８（ａ）及び図８（ｂ）では、ループ導体１００の変形に合わせ、ループ導体１００が径方向内側に位置し且つ相似形となるように、ループ導体２００についても適宜変形を行っている。
【００７８】
図９は、通信装置本体１０の制御回路１３によって行われる制御内容を表すフローチャートである。
【００７９】
ステップＳ１０では、制御回路１３は、通信を開始するか否かを判定する。この判定は、操作者により通信開始指示入力がなされたか否かによって行われる。通信開始指示入力がなされるまでステップＳ１０を繰り返し、通信開始指示入力がなされると判定が満たされてステップＳ２０に移る。
【００８０】
ステップＳ２０では、制御回路１３は、操作者により所定の入力手段を用いてアンテナ形状を変更した旨の入力がなされたか否かを判定する。アンテナ形状を変更した旨の入力がなされた場合には、判定が満たされてステップＳ３０に移る。一方、アンテナ形状を変更した旨の入力がなされなかった場合には、判定が満たされずに後述するステップＳ６０に移る。
【００８１】
なお、上記ステップＳ２０を行わずに常にインピーダンスの不整合検出を行うようにしてもよい。この場合、制御回路１３は、送信電力検出部１５及び反射電力検出部１６より送信電力と反射電力の値を常時取得し、当該取得結果に基づき不整合検出を行う。
【００８２】
ステップＳ３０では、制御回路１３は、報知部１７に制御信号を出力し、上記ステップＳ２０で検出したインピーダンスの不整合に係わる情報を報知する。この報知内容としては、単にインピーダンスの不整合の有無のみを表す情報でもよいし、インピーダンスの不整合を解消するために必要なループ導体の変形量を操作者に対し具体的に指示する情報であってもよい。
【００８３】
ステップＳ４０では、制御回路１３は、送信電力検出部１５及び反射電力検出部１６による検出結果に基づき、インピーダンスの不整合が解消したか否かを判定する。この判定は、前述したように送信電力の一部のレベルに対する反射電力の一部のレベルの相対比が予め設定された値以下となったか否かにより行われる。インピーダンスの不整合が解消していない場合には、判定が満たされずに上記ステップＳ３０に戻る。一方、インピーダンスの不整合が解消した場合には、判定が満たされてステップＳ５０に移る。
【００８４】
ステップＳ５０では、制御回路１３は、上記ステップＳ３０で開始したインピーダンスの不整合に係わる情報の報知を停止する。あるいは、インピーダンスの不整合が解消した旨を報知する。
【００８５】
ステップＳ６０では、制御回路１３は、スイッチＳＷを第１給電線４１側及び第２給電線４２側のいずれかに切り替えるとともに、高周波回路１１に制御信号を出力し、送受分離器１２よりアンテナ装置１のループ導体１００の第１給電部１１０Ａ及び第２給電部１１０Ｂのいずれかに電力を出力する。これによりアンテナ装置１を介した通信が開始される。
【００８６】
ステップＳ７０では、制御回路１３は、通信を終了するか否かを判定する。この判定は、操作者により通信終了指示入力がなされたか否かによって行われる。通信終了指示入力がなされていない場合には、判定が満たされずに先のステップＳ２０に戻る。一方、通信終了指示入力がなされた場合には、判定が満たされて本フローを終了する。
【００８７】
以上において、反射電力検出部１６が特許請求の範囲に記載の検出手段を構成し、この反射電力検出部１６と、方向性結合器１４、送信電力検出部１５、及び報知部１７とが調整手段を構成する。
【００８８】
以上説明した本実施形態のアンテナ装置１においては、前方側のループ導体１００の方が後方側のループ導体２００よりもループ面積が小さくなっていることから、後方側のループ導体２００と前方側のループ導体１００との位置関係によって電磁波の放射態様を変化可能な構造となる。そして、本実施形態においては、電磁波の放射態様を制御するために、ループ導体１００，２００の導体要素１００Ａ〜１００Ｄ，２００Ａ〜２００Ｄに伸縮部１２０Ａ〜１２０Ｄ，２２０Ａ〜２２０Ｄを設け、ナット部１３３ａ〜１３３ｄ，２３３ａ〜２３３ｄを用いて伸縮部１２０Ａ〜１２０Ｄ，２２０Ａ〜２２０Ｄを操作することで導体要素１００Ａ〜１００Ｄ，２００Ａ〜２００Ｄの長さを自在に変化させることができる。
【００８９】
これにより、前方側のループ導体１００のループ面積と後方側のループ導体２００のループ面積との、相対的な大きさ比率を調整したり、前方側のループ導体１００のループ中心位置と、後方側のループ導体２００のループ中心位置との、相対的な位置関係を調整することができる。
【００９０】
すなわち、前方側のループ導体１００のループ面積を相対的に大きくし、後方側のループ導体２００のループ面積を相対的に小さくすることで、電磁波を放射するときの指向性の幅を広くすることができる。逆に前方側１００のループ導体のループ面積を相対的に小さくし、後方側のループ導体２００のループ面積を相対的に大きくすることで、電磁波を放射するときの指向性の幅を狭くすることができる。
【００９１】
また、電磁波放射方向からの平面視における前方側のループ導体１００のループ中心位置を、後方側のループ導体２００のループ中心位置と一致させず、ずらすことができる。これにより、前方側のループ導体１００のループ中心位置をずらした方向に、放射される電磁波の指向方向を制御することができる。
【００９２】
以上のようにして、本実施形態によれば、ナット部１３３ａ〜１３３ｄ，２３３ａ〜２３３ｄを用いてループ導体１００，２００に設けた伸縮部１２０Ａ〜１２０Ｄ，２２０Ａ〜２２０Ｄを伸縮させるという簡易な手法により、放射する電磁波の指向性の幅や指向方向を制御する。これにより、位相制御による手法やアンテナ可動構造とする場合のように装置の大型化を招いたり複雑な制御が必要となることなく、アンテナ特性を容易に制御することができる。
【００９３】
また、本実施形態では特に、電磁波放射方向からの平面視において、前方側に位置するループ導体１００が、後方側に位置するループ導体２００の径方向内側に位置するように配列されている。これにより、前方側に位置するループ導体１００から放射され、後方側に位置するループ導体２００で反射して出力される電磁波のメインローブの方向を、概ね、電磁波放射方向前方側、すなわちアンテナ正面側とすることができる。
【００９４】
また、本実施形態では特に、ループ導体１００，２００が互いのループ面同士が略平行となるように配置されている。これにより、前方側に位置するループ導体１００から放射され、後方側に位置するループ導体２００で反射して出力される電磁波のメインローブの方向を、概ね、各ループ導体１００，２００のループ中心位置どうしの位置関係のみによって容易に制御することができる。
【００９５】
また、本実施形態では特に、ループ導体１００，２００のそれぞれは、互いに相似なループ形状を備えている。これにより、前方側に位置するループ導体１００から放射され、後方側に位置するループ導体２００で反射して出力される電磁波の指向性範囲の形状を、メインローブの軸線を軸中心とする概ね軸対称の滑らかな形状とすることができる。
【００９６】
また、本実施形態では特に、ループ導体１００，２００のそれぞれは、略四角形のループ形状を備えている。これにより、横断面形状が略四角形となる、電磁波の指向性範囲を形成することができる。
【００９７】
また、本実施形態では特に、２つの給電部である第１給電部１１０Ａ及び第２給電部１１０Ｂを、共に同一のループ導体１００に設ける。これにより、複数の給電部１１０Ａ，１１０Ｂを切り替えて使用する場合に、異なった給電部同士でアンテナ特性を一致させることができる。その結果、給電部１１０Ａ，１１０Ｂを切り替えるごとに伸縮部１２０Ａ〜１２０Ｄ，２２０Ａ〜２２０Ｄの調整を行わなくても、同様のアンテナ特性を得ることができる。
【００９８】
また、本実施形態では特に、２つのループ導体１００，２００がいずれも伸縮部１２０Ａ〜１２０Ｄ，２２０Ａ〜２２０Ｄを備えた構成とする。これにより、例えば後方側のループ導体２００のループ面積を調整して指向性の幅を調整しつつ、前方側のループ導体１００のループ中心位置をずらして指向方向を調整するといったように、複数のアンテナ特性について一度に調整することができる。また、複数のループ導体を変形可能とすることでアンテナ特性のきめ細かな調整を行うことができる。さらに、単独のループ導体のみ変形させて調整を行うとインピーダンスの不整合を生じアンテナ特性を損ねるおそれがあるが、このような場合にも他方のループ導体を調整してインピーダンスの不整合を是正することができる。
【００９９】
また、本実施形態では特に以下の効果を得る。すなわち、一般に変形可能なループ導体を有するアンテナ装置において、ループ導体を変形させてアンテナ特性の調整を行うとインピーダンスの不整合を生じアンテナ特性を損ねるおそれがある。そこで本実施形態の通信装置２０においては、通信装置本体１０が備える反射電力検出部１６でアンテナ装置１での電力反射状態を検出し、当該検出結果に係わる情報を報知部１７で報知する。これにより、操作者は当該報知内容を参照しつつ、所定の電力反射状態となるようにナット部１３３ａ〜１３３ｄ，２３３ａ〜２３３ｄを操作して導体要素１００Ａ〜１００Ｄ，２００Ａ〜２００Ｄの軸方向寸法を調整することで、インピーダンスの不整合を是正することができる。
【０１００】
なお、本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、その趣旨及び技術的思想を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。以下、そのような変形例を順を追って説明する。
【０１０１】
（１）ループ導体２００の伸縮操作を制限する係止部材を設ける場合
図１１は、本変形例のアンテナ装置１の詳細構造を筐体２を透視して表す斜視図である。
【０１０２】
図１１において、本変形例のループ導体１００の導体要素１００Ａ〜１００Ｄを把持する把持部１３１ａ〜１３１ｄには、ループ導体２００のループの内側を挿通して後方側に向かって延在する係止部材１４０Ａ〜１４０Ｄがそれぞれ設けられている。係止部材１４０Ａ〜１４０Ｄ（伸縮操作制限手段）は棒状の部材であり、導体要素１００Ａ〜１００Ｄと略垂直な方向に沿って、把持部１３１ａ〜１３１ｄから筐体２の後面２Ｅ近傍までそれぞれ延設されている。なお、係止部材１４０Ａ〜１４０Ｄの後端部は後面２Ｅとは固定されておらず、ループ導体１００の伸縮動作に影響しない構成となっている。
【０１０３】
本変形例においては、操作者がナット部２３３ａ〜２３３ｄを用いてループ導体２００の大きさを調整する際に、ループ導体１００より小さくしようとした場合、あるいはループ導体２００の導体要素２００Ａ〜２００Ｄのいずれかをループ導体１００より正面視における径方向内側に移動させようとした場合、ループ導体２００の内側に挿通された係止部材１４０Ａ〜１４０Ｄがループの内側に接触してループ導体２００の伸縮動作を係止する。これにより、ループ導体２００がループ導体１００よりも小さくならないように、あるいはループ導体２００の全ての導体要素２００Ａ〜２００Ｄがループ導体１００より径方向内側に移動しないように、その伸縮操作を確実に制限することができる。その結果、アンテナ装置１における後方側のループ導体２００の大きさを常に前方側のループ導体１００よりも大きな状態とすることができ、且つ、電磁波放射方向からの平面視において、前方側に位置するループ導体１００が、後方側に位置するループ導体２００の径方向内側に位置するようにできるので、アンテナ装置１の電磁波の出力を安定させることができる。
【０１０４】
（２）ループ導体２００の伸縮操作を制限する歯車機構を設ける場合
図１２は、本変形例のアンテナ装置１の詳細構造を筐体２を透視して表す斜視図である。
【０１０５】
図１２において、本変形例のアンテナ装置１は、前方側のループ導体１００の各操作部１３３ａ〜１３３ｄの回転方向を後方側のループ導体２００の各操作部２３３ａ〜２３３ｄに反対の回転方向としてそれぞれ伝達する歯車機構１５０Ａ〜１５０Ｄを備えている。これら歯車機構１５０Ａ〜１５０Ｄは、筐体２の上面２Ａ、右面２Ｂ、下面２Ｃ、左面２Ｄの内側にそれぞれ設けられている。
【０１０６】
図１３は、歯車機構１５０Ａの歯車構成を表す上面図である。なお、他の歯車機構１５０Ｂ〜１５０Ｄについても同様の構成である。
【０１０７】
図１３において、歯車機構１５０Ａは、相互に噛合する４つの歯車である第１小歯車１５１ａ、第１大歯車１５２ａ、第２大歯車１５３ａ、及び第２小歯車１５４ａから構成されている。第１小歯車１５１ａはループ導体１００の操作部１３３ａと同軸に連結されており、操作部１３３ａが回転操作されると同方向に回転する。第１大歯車１５２ａ及び第２大歯車１５３ａは、第１小歯車１５１ａ及び第２小歯車１５４ａより大径に構成された歯車であり、第１小歯車１５１ａと第２小歯車１５４ａとの間に介在して設けられている。第２小歯車１５４ａはループ導体２００の操作部２３３ａと同軸に連結されており、操作部２３３ａが回転操作されると同方向に回転する。
【０１０８】
上記構成により、操作者がループ導体１００の操作部１３３ａを例えば時計回り方向に回転操作すると、第１小歯車１５１ａも同方向（図中矢印コ）に回転する。これにより、第１大歯車１５２ａは反時計回り方向（図中矢印サ）に回転し、第２大歯車１５３ａは時計回り方向（図中矢印シ）に回転し、第２小歯車１５４ａは半時計回り方向（図中矢印ス）に回転する。このようにして、歯車機構１５０Ａは、ループ導体１００の操作部１３３ａの回転方向をループ導体２００の操作部２３３ａに反対の回転方向として伝達する。その結果、前方側のループ導体１００の伸縮動作と反対の伸縮動作を後方側のループ導体２００が連動して行うようになっている。
【０１０９】
なお、ループ導体１００の各操作部１３３ａ〜１３３ｄ又はループ導体２００の各操作部２３３ａ〜２３３ｄは、ボルト軸方向に沿って引っ張り操作または押し込み操作を行うことにより、上記小歯車と大歯車の噛合が解除されるようになっている。これにより、操作者は上記連動動作を行わせるか否かを選択することが可能となっている。
【０１１０】
以上説明した変形例によれば、例えば操作者が前方側のループ導体１００のループ面積を相対的に小さくしようとした場合、ループ導体１００を小さくするように各操作部１３３ａ〜１３３ｄを操作すれば後方側のループ導体２００が連動して大きくなるため、後方側のループ導体２００の各操作部２３３ａ〜２３３ｄを操作することなく、手早くループ導体１００のループ面積を相対的に小さくすることができる。このように、アンテナ特性を調整する際の操作者の操作労力を低減することができる。
【０１１１】
（３）伸縮部の構造の変形例
伸縮部としては上記実施形態以外の構造を採用してもよい。例えば伸縮部１２０Ａの例で説明すると、上記実施形態では図１０（ａ）に示すように、伸縮部１２０Ａにおける一方側の端部１２１ａに設けられた芯部１２２ａが他方側の端部１２３ａに設けた穴部１２４ａに対し摺動可能に挿入された構造としたが、例えば図１０（ｂ）に示すように、端部１２１ａの上下方向中心部を軸方向に突出させ、この突出部１２２ａ′が他方側の端部１２３ａに設けた凹部１２４ａ′に対し摺動可能に嵌合された構造である伸縮部１２０Ａ′としてもよい。すなわち、伸縮部の左右両側の部材の左右方向の移動差を許容し、上下方向の移動差を規制する構造であればよい。
【０１１２】
（４）３つ以上のループ導体を設ける場合
上記実施形態では、アンテナ装置１が、放射器として機能するループ導体１００及び反射器として機能するループ導体２００の２つのループ導体を有する構成としたが、これに限られず、ループ導体１００のさらに前方側に導波器として機能する少なくとも１つのループ導体を設け、アンテナ装置１が３つ以上のループ導体を有する構成としてもよい。この場合、導波器として機能するループ導体にも伸縮部を設けることで、さらにきめ細かなアンテナ特性の調整を行うことができる。
【０１１３】
（５）反射器を設けない場合
上記実施形態では、アンテナ装置１が、放射器として機能するループ導体１００及び反射器として機能するループ導体２００を有する構成としたが、これに限られず、例えば放射器として機能するループ導体を後方に配置し、導波器として機能するループ導体を前方に配置した、反射器を設けない構成としてもよい。この場合にも上記実施形態と同様の効果を得る。すなわち、放射器としての後方側のループ導体のループ面積に対する導波器としての前方側のループ導体のループ面積を相対的に小さくすると、電磁波を放射するときの指向性の幅を狭くすることができ、後方側のループ導体のループ面積に対する前方側のループ導体のループ面積を相対的に大きくすると、電磁波を放射するときの指向性の幅を広くすることができる。
【０１１４】
（６）その他
以上ではループ導体１００，２００のループ形状を略四角形に構成したが、円形にしてもよいし、三角形等の四角以外の多角形としてもよい。また以上では、ループ導体１００に２つの給電部１１０Ａ，１１０Ｂを設ける構成としたが、給電部の数は１つでもよい。また以上では、ループ導体１００，２００のいずれにも伸縮部を設ける構成としたが、必ずしも両方のループ導体に設ける必要はない。アンテナ特性を容易に制御できるという効果を得る上においては、どちらか一方のループ導体に伸縮部を設ければ足りる。
【０１１５】
なお、以上において、図９に示すフローチャートは本発明を上記フローに示す手順に限定するものではなく、発明の趣旨及び技術的思想を逸脱しない範囲内で手順の追加・削除又は順番の変更等をしてもよい。
【０１１６】
また、以上既に述べた以外にも、上記実施形態や各変形例による手法を適宜組み合わせて利用しても良い。
【０１１７】
その他、一々例示はしないが、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更が加えられて実施されるものである。
【符号の説明】
【０１１８】
１ アンテナ装置
２ 筐体（アンテナ筐体）
１０ 通信装置本体
１４ 方向性結合器（調整手段）
１５ 送信電力検出部（調整手段）
１６ 反射電力検出部（調整手段、検出手段）
１７ 報知部（調整手段、報知手段）
２０ 通信装置
１００ ループ導体
１００Ａ〜１００Ｄ 導体要素
１１０Ａ 第１給電部
１１０Ｂ 第２給電部
１２０Ａ〜１２０Ｄ 伸縮部
１３３ａ〜１３３ｄ ナット部（操作部）
１４０Ａ〜１４０Ｄ 係止部材（伸縮操作制限手段）
２００ ループ導体
２００Ａ〜２００Ｄ 導体要素
２２０Ａ〜２２０Ｄ 伸縮部
２３３ａ〜２３３ｄ ナット部（操作部）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体要素を備えた複数のループ導体を、電磁波を放射する方向に沿ってアンテナ筐体内に複数配列したアンテナ装置であって、
前記複数のループ導体のそれぞれは、前記電磁波放射方向の前方側へ向かって、順次ループ面積が小さくなるように構成されており、
前記複数のループ導体のうち１つのループ導体は、少なくとも１つの給電部を備え、
前記複数のループ導体のうち少なくとも１つのループ導体は、少なくとも１つの前記導体要素が、当該導体要素の軸方向寸法を増減可能な伸縮部を備え、
前記アンテナ筐体の外部より前記伸縮部を操作可能な操作部を設けた
ことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
前記電磁波放射方向後方側の前記ループ導体の伸縮操作を、前記電磁波放射方向前方側の前記ループ導体の伸縮操作に応じて制限する伸縮操作制限手段を有する
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】
前記伸縮操作制限手段は、前記電磁波放射方向前方側の前記ループ導体に設けられ、前記電磁波放射方向後方側の前記ループ導体のループの内側を挿通して前記電磁波放射方向後方側に延在する係止部材であることを特徴とする請求項２記載のアンテナ装置。
【請求項４】
前記伸縮操作制限手段は、前記電磁波放射方向前方側の前記ループ導体の伸縮動作と反対の伸縮動作を前記電磁波放射方向後方側の前記ループ導体が連動して行うように、前記電磁波放射方向前方側の前記操作部の操作を前記電磁波放射方向後方側の前記操作部に伝達する歯車機構である
ことを特徴とする請求項２記載のアンテナ装置。
【請求項５】
前記複数のループ導体は、
前記電磁波放射方向からの平面視において、前記電磁波放射方向の前方側に位置する前記ループ導体が、前記電磁波放射方向の後方側に位置する前記ループ導体の径方向内側に位置するように、配列されている
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載のアンテナ装置。
【請求項６】
前記複数のループ導体は、互いのループ面同士が略平行となるように配置されている
ことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項記載のアンテナ装置。
【請求項７】
前記複数のループ導体のそれぞれは、互いに相似なループ形状を備えている
ことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項記載のアンテナ装置。
【請求項８】
前記複数のループ導体のそれぞれは、略四角形又は略円形の前記ループ形状を備えている
ことを特徴とする請求項７記載のアンテナ装置。
【請求項９】
前記給電部を複数設ける場合には、全ての前記給電部を同一のループ導体に設ける
ことを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項記載のアンテナ装置。
【請求項１０】
前記複数のループ導体はいずれも前記伸縮部を備えている
ことを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか１項記載のアンテナ装置。
【請求項１１】
アンテナ装置と通信装置本体とを有する通信装置であって、
前記アンテナ装置は、
アンテナ筐体と、
前記アンテナ筐体内に電磁波を放射する方向に沿って複数配列され、前記電磁波放射方向の前方側へ向かって順次ループ面積が小さくなるように構成された、導体要素を備えた複数のループ導体と、
前記複数のループ導体のうちの１つのループ導体に設けられた少なくとも１つの給電部と、
前記複数のループ導体のうちの少なくとも１つのループ導体の前記導体要素に設けられ、当該導体要素の軸方向寸法を増減可能な伸縮部と、
前記アンテナ筐体の外部より前記伸縮部を操作可能な操作部とを備え、
前記通信装置本体は、
前記アンテナ装置における前記導体要素の軸方向寸法を前記操作部を用いて調整するための調整手段を備える
ことを特徴とする通信装置。
【請求項１２】
前記調整手段は、
前記アンテナ装置での電力反射状態を検出する検出手段と、
前記検出手段による検出結果に係わる情報を報知する報知手段とを備える
ことを特徴とする請求項１１記載の通信装置。
【請求項１】
導体要素を備えた複数のループ導体を、電磁波を放射する方向に沿ってアンテナ筐体内に複数配列したアンテナ装置であって、
前記複数のループ導体のそれぞれは、前記電磁波放射方向の前方側へ向かって、順次ループ面積が小さくなるように構成されており、
前記複数のループ導体のうち１つのループ導体は、少なくとも１つの給電部を備え、
前記複数のループ導体のうち少なくとも１つのループ導体は、少なくとも１つの前記導体要素が、当該導体要素の軸方向寸法を増減可能な伸縮部を備え、
前記アンテナ筐体の外部より前記伸縮部を操作可能な操作部を設けた
ことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
前記電磁波放射方向後方側の前記ループ導体の伸縮操作を、前記電磁波放射方向前方側の前記ループ導体の伸縮操作に応じて制限する伸縮操作制限手段を有する
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】
前記伸縮操作制限手段は、前記電磁波放射方向前方側の前記ループ導体に設けられ、前記電磁波放射方向後方側の前記ループ導体のループの内側を挿通して前記電磁波放射方向後方側に延在する係止部材であることを特徴とする請求項２記載のアンテナ装置。
【請求項４】
前記伸縮操作制限手段は、前記電磁波放射方向前方側の前記ループ導体の伸縮動作と反対の伸縮動作を前記電磁波放射方向後方側の前記ループ導体が連動して行うように、前記電磁波放射方向前方側の前記操作部の操作を前記電磁波放射方向後方側の前記操作部に伝達する歯車機構である
ことを特徴とする請求項２記載のアンテナ装置。
【請求項５】
前記複数のループ導体は、
前記電磁波放射方向からの平面視において、前記電磁波放射方向の前方側に位置する前記ループ導体が、前記電磁波放射方向の後方側に位置する前記ループ導体の径方向内側に位置するように、配列されている
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載のアンテナ装置。
【請求項６】
前記複数のループ導体は、互いのループ面同士が略平行となるように配置されている
ことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項記載のアンテナ装置。
【請求項７】
前記複数のループ導体のそれぞれは、互いに相似なループ形状を備えている
ことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項記載のアンテナ装置。
【請求項８】
前記複数のループ導体のそれぞれは、略四角形又は略円形の前記ループ形状を備えている
ことを特徴とする請求項７記載のアンテナ装置。
【請求項９】
前記給電部を複数設ける場合には、全ての前記給電部を同一のループ導体に設ける
ことを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項記載のアンテナ装置。
【請求項１０】
前記複数のループ導体はいずれも前記伸縮部を備えている
ことを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか１項記載のアンテナ装置。
【請求項１１】
アンテナ装置と通信装置本体とを有する通信装置であって、
前記アンテナ装置は、
アンテナ筐体と、
前記アンテナ筐体内に電磁波を放射する方向に沿って複数配列され、前記電磁波放射方向の前方側へ向かって順次ループ面積が小さくなるように構成された、導体要素を備えた複数のループ導体と、
前記複数のループ導体のうちの１つのループ導体に設けられた少なくとも１つの給電部と、
前記複数のループ導体のうちの少なくとも１つのループ導体の前記導体要素に設けられ、当該導体要素の軸方向寸法を増減可能な伸縮部と、
前記アンテナ筐体の外部より前記伸縮部を操作可能な操作部とを備え、
前記通信装置本体は、
前記アンテナ装置における前記導体要素の軸方向寸法を前記操作部を用いて調整するための調整手段を備える
ことを特徴とする通信装置。
【請求項１２】
前記調整手段は、
前記アンテナ装置での電力反射状態を検出する検出手段と、
前記検出手段による検出結果に係わる情報を報知する報知手段とを備える
ことを特徴とする請求項１１記載の通信装置。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１１−２９９３１（Ｐ２０１１−２９９３１Ａ）
【公開日】平成２３年２月１０日（２０１１．２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１７３７００（Ｐ２００９−１７３７００）
【出願日】平成２１年７月２４日（２００９．７．２４）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月１０日（２０１１．２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月２４日（２００９．７．２４）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
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