アンテナ装置
【課題】円偏波特性を有するアンテナ装置を提供する。
【解決手段】接地板と、前記接地板に絶縁して形成された給電部と、前記給電部と前記接地板とに接続する短絡部に接続し、前記接地板と平行で、且つ、前記接地板と所定の間隔で離間して延伸された２つの放射導体部と、前記放射導体部に給電する給電回路を備え、前記２つの放射導体部は、前記接地板に、前記接地板の中心点を対称点として、それぞれ、点対称に配置され、前記給電回路は、前記２つの放射導体部に、それぞれ、逆位相で給電し、前記２つの放射導体部は、同一形状の折り曲げ部分を有する、アンテナ装置。
【解決手段】接地板と、前記接地板に絶縁して形成された給電部と、前記給電部と前記接地板とに接続する短絡部に接続し、前記接地板と平行で、且つ、前記接地板と所定の間隔で離間して延伸された２つの放射導体部と、前記放射導体部に給電する給電回路を備え、前記２つの放射導体部は、前記接地板に、前記接地板の中心点を対称点として、それぞれ、点対称に配置され、前記給電回路は、前記２つの放射導体部に、それぞれ、逆位相で給電し、前記２つの放射導体部は、同一形状の折り曲げ部分を有する、アンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信装置におけるアンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）は、ＲＦＩＤタグと呼ばれる媒体に記憶された人やモノの個別情報を、リーダライタ（Ｒ／Ｗ）と呼ばれる無線通信装置との無線通信によって読み書きを行う自動認識システムである。読み書きには、データ呼び出し、登録、削除、更新などが含まれる。ＲＦＩＤタグ側のアンテナには、直線偏波アンテナが使用されることが多い。そのため、ＲＦＩＤタグがどの方向を向いていても送受信できるように、リーダライタ（Ｒ／Ｗ）側のアンテナとして円偏波アンテナが使用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００９／０３２２６３１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
無線通信を行う無線通信装置は、小型化している。円偏波アンテナを使用する無線通信装置の筐体内に設置されるアンテナも小型化することが求められる。円偏波特性のアンテナであるパッチアンテナ、ヘリカルアンテナ、クロスダイポールアンテナでは、小型化することが困難である。また、逆Ｆ型アンテナは、小型化が容易であるが、直線偏波特性のアンテナである。そのため、逆Ｆ型アンテナは、円偏波アンテナを使用する無線通信装置では、使用し難い。
【０００５】
開示の装置は、円偏波特性を有するアンテナ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
開示の装置は、上記課題を解決するために、以下の手段を採用する。
【０００７】
即ち、第１の態様は、
接地板と、
前記接地板に絶縁して形成された給電部と、
前記給電部と前記接地板とに接続する短絡部に接続し、前記接地板と平行で、且つ、前記接地板と所定の間隔で離間して延伸された２つの放射導体部と、
前記放射導体部に給電する給電回路を備え、
前記２つの放射導体部は、前記接地板に、前記接地板の中心点を対称点として、それぞれ、点対称に配置され、
前記給電回路は、前記２つの放射導体部に、それぞれ、逆位相で給電し、
前記２つの放射導体部は、同一形状の折り曲げ部分を有する、
アンテナ装置である。
【発明の効果】
【０００８】
開示の実施形態によれば、円偏波特性を有するアンテナ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、構成例１−１のアンテナ装置の例を示す図である。
【図２】図２は、アンテナ装置において、接地板と直角に交わり接地点および給電点を含む平面の例の図である。
【図３】図３は、アンテナ装置１００をＺ軸方向から見た図である。
【図４】図４は、長さａ１に対するアンテナの軸比が最小値となる長さｂ１の値の例を示す図である。
【図５】図５は、周波数９５０ＭＨｚにおけるアンテナの軸比のグラフの例を示す図である。
【図６】図６は、構成例１−２のアンテナ装置の例を示す図である。
【図７】図７は、長さａ１に対するアンテナの軸比が最小値となる長さｂ１の値の例を示す図である。
【図８】図８は、周波数９５０ＭＨｚにおけるアンテナの軸比のグラフの例を示す図である。
【図９】図９は、構成例２−１のアンテナ装置の例を示す図である。
【図１０】図１０は、構成例３−１のアンテナ装置の例を示す図である。
【図１１】図１１は、アンテナ装置３００をＺ軸方向から見た図である。
【図１２】図１２は、構成例４−１のアンテナ装置の例を示す図である。
【図１３】図１３は、アンテナ装置４００をＺ軸方向から見た図である。
【図１４】図１４は、構成例５−１のアンテナ装置の例を示す図である。
【図１５】図１５は、誘電体部及び第１導体部の断面の例を示す図である。
【図１６】図１６は、構成例６−１のアンテナ装置の例を示す図である。
【図１７】図１７は、アンテナ装置６００に接続される給電回路を説明する図である。
【図１８】図１８は、実施形態１のアンテナ装置１００のＸＺ平面の利得の例を示す図である。
【図１９】図１９は、実施形態６のアンテナ装置６００のＸＺ平面の利得の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して実施形態について説明する。実施形態の構成は例示であり、開示の実施形態の構成に限定されない。
【００１１】
〔実施形態１〕
（構成例１−１）
図１は、構成例１−１のアンテナ装置の例を示す図である。アンテナ装置１００は、接地板１１０と、放射導体部１２０とを有する。
【００１２】
接地板１１０は、平面であり、一辺の長さが長さｂ１の正方形形状である。接地板１１０の材料として、アルミニウム、銅などの金属が使用される。接地板の厚さは、平面を維持できる厚さとして例えば２ｍｍとすることができるが、これに限定されるものではない。また、接地板１１０は、平板上の誘電体に貼り付けられてもよい。
【００１３】
放射導体部１２０は、第１導体部１２１、第２導体部１２２、第３導体部１２３を含む。第１導体部１２１と第２導体部１２２とは、電気的に接触している。また、第１導体部と第３導体部１２３は、電気的に接続する。放射導体部１２０には、給電回路から送信信号が供給される。また、第１導体部１２１、第２導体部１２２、及び、第３導体部１２３は、１つの部材として形成されうる。
【００１４】
第１導体部１２１の形状は、板状である。図１の例では、第１導体部１２１の厚さは０．４ｍｍ、幅は２ｍｍとしている。第１導体部１２１の厚さ及び幅はこれに限定されるものではない。第１導体部１２１は、接地板１１０と平行に長さｃ１の距離で離間している。また、第１導体部１２１の長さは、ａ１＋ｄ１である。第１導体部１２１は、全体の長
さを長さａ１と長さｄ１とに分ける点で直角（９０度）に折り曲げられる。第１導体部１２１は、長さａ１の側の端部に給電回路により給電される給電点を有する。第１導体部１２１の２辺（長さａ１の側、及び、長さｄ１の側）は、それぞれ、接地板１１０の１辺と平行である。図１の例では、第１導体部１２１の幅方向が接地板１１０の面に対して直角としているが、第１導体部１２１の幅方向は、接地板１００の面と平行であってもよい。また、第１導体板１２１の形状は、折り曲げられた円柱状等であってもよい。
【００１５】
第２導体部１２２は、第１導体部１２１と接地板１１０とを、短絡している。第２導体部１２２は、第１導体部１２１の給電点から所定の距離ｆ１だけ離間した位置で、第１導体部１２１と接続される。距離ｆ１は、インピーダンスマッチングにより決定される。
【００１６】
第３導体部１２３は、第１導体部１２２の給電点と給電回路とを接続する。第３導体部１２３は、接地板１１０とは、第２導体部１２２を介した伝導部分以外の箇所では、接続しない。
【００１７】
ここで、図１のように、第１導体部１２１の長さａ１の方向に平行な軸をＸ軸、第１導体部１２１の長さｄ１の方向に平行な軸をＹ軸、Ｘ軸およびＹ軸と直角に交わる方向の軸をＺ軸とする。Ｘ軸は、接地板１１０の一辺と平行である。また、Ｙ軸も、接地板１１０の一辺と平行である。
【００１８】
図２は、アンテナ装置において、接地板と直角に交わり接地点および給電点を含む平面の例の図である。接地板１１０は、接地点で、放射導体部１２０の第２導体部１２２と接続される。第２導体部１２２は、第１導体部１２１と接続される。第１導体部１２１の給電点は、第３導体部１２３を介して、給電回路に接続される。アンテナ装置１００は、給電回路を含んでもよい。他の実施形態におけるアンテナ装置についても、同様である。
【００１９】
図３は、アンテナ装置１００をＺ軸方向から見た図である。放射導体部１２０は、Ｚ軸方向から見て、接地板１１０からはみ出さない位置に設置される。
【００２０】
図４は、長さａ１に対するアンテナの軸比が最小値となる長さｂ１の値の例を示す図である。アンテナ装置１００で送受信される電磁波の波長を、λとする。図４のグラフにおいて、使用される周波数は、９５０ＭＨｚである。周波数９５０ＭＨｚにおける波長は、３１５ｍｍである。このとき、０．１λは３２ｍｍ、０．０４５λは１４ｍｍである。
【００２１】
アンテナの軸比とは、楕円偏波のＸ方向の電界強度とＹ方向の電界強度の比である。アンテナの軸比が０ｄＢである場合、当該アンテナから出力される電磁波は円偏波である。アンテナの軸比が３ｄＢ以下であれば、当該アンテナから出力される電磁波は円偏波であるとみなしてもよい。
【００２２】
図４のグラフにおいて、接地板１１０の一辺の長さである長さｂ１がａ１＋０．０４５λからａ１＋０．１λまでの間である場合、軸比は最小値となる。即ち、長さａ１に対する長さｂ１の最適値は、ａ１＋０．０４５λからａ１＋０．１λまでの間である。第１導体部１２１が折り曲げ部分を有し、接地板１１０がこのサイズであることで、接地板１１０に流れる電流が、第１導体部１２１を流れる電流（送信信号）の位相に合わせて、接地板１１０上で回転する。接地板１１０に流れる電流が送信信号の位相に合わせて接地板１１０上で回転するので、アンテナ装置１００は、円偏波特性を有する。接地板１１０の一辺の長さｂ１は、最大で０．３４λとなり、従来のアンテナと比較して、アンテナ装置１００のサイズを小さくできる。一方、接地板１１０の大きさがこのサイズより大きいと、接地板１１０に流れる電流が送信信号の位相に合わせて接地板１１０上で回転しなくなるので、アンテナ装置１００は、円偏波特性を有しない。
【００２３】
接地板１１０及び導体放射板１２０の寸法は、次のように設定される。なお、ここで設定される寸法は一例であり、これに限定されるものではない。
【００２４】
［数１］
０．０９５λ≦ａ１≦０．２４λ
ａ１＋０．０４５λ≦ｂ１≦ａ１＋０．１０λ
ｃ１＝２ｍｍ
ｄ１＝０．２５λ＋ｆ１−ａ１
ａ１＋ｄ１＝０．２５λ＋ｆ１
第１導体部１２１の長さは、ａ１＋ｄ１＝０．２５λ＋ｆ１となる。また、第２導体部１２２と第３導体部１２３との距離ｆ１が１０ｍｍである場合、インピーダンス整合が取れる。
【００２５】
図５は、周波数９５０ＭＨｚにおけるアンテナの軸比のグラフの例を示す図である。図５のグラフは、アンテナ装置１００の放射導体部１２０の第１導体部１２１の長さａ１と、接地板１１０の長さｂ１を変化させたときのアンテナの軸比を示す。
【００２６】
図５の例では、長さａ１＝５０ｍｍ（＝０．１５９λ）、長さｂ１＝７５ｍｍ（＝ａ１＋０．０８λ）の場合に、アンテナの軸比が０．４ｄＢと最低になっている。即ち、アンテナ装置１００の寸法をこのサイズにすることで、アンテナ装置１００は、ほぼ円偏波の特性を有するアンテナとなる。また、アンテナの軸比が３ｄＢ以下であれば、当該アンテナから出力される電磁波は円偏波であるとみなしてもよいので、アンテナ装置１００のサイズとして、アンテナの軸比が３ｄＢ以下となる他のサイズが採用されてもよい。
【００２７】
アンテナ装置１００は、図１のような構成とすることで、大きさが縦横０．３４λ以下、高さ４ｍｍであって、円偏波特性を有するアンテナとなる。
【００２８】
（構成例１−２）
構成例１−２について説明する。構成例１−２は、構成例１−１と共通点を有する。ここでは、主に相違点について説明し、共通点についての説明は省略する。構成例１−２では、第１導体部１２１と接地板１０１との離間する距離ｃ１が、構成例１−１とは異なる。
【００２９】
図６は、構成例１−２のアンテナ装置の例を示す図である。構成例１−１では、アンテナ装置１００は、第１導体部１２１は、接地板１０１と平行に長さｃ１＝２ｍｍの距離で離間しているとしたが、構成例１−２では、長さｃ１は、１０ｍｍとする。
【００３０】
図７は、長さａ１に対するアンテナの軸比が最小値となる長さｂ１の値の例を示す図である。図７のグラフにおいて、使用される周波数は、９５０ＭＨｚである。周波数９５０ＭＨｚにおける波長は、３１５ｍｍである。このとき、０．１λは３２ｍｍ、０．０４５λは１４ｍｍである。
【００３１】
図７のグラフにおいて、接地板１１０の一辺の長さである長さｂ１がａ１＋０．０４５λからａ１＋０．１λまでの間である場合、軸比は最小値となる。即ち、長さａ１に対する長さｂ１の最適値は、ａ１＋０．０４５λからａ１＋０．１λまでの間である。これは、構成例１−１の例と同様である。
【００３２】
図８は、周波数９５０ＭＨｚにおけるアンテナの軸比のグラフの例を示す図である。図
８のグラフは、アンテナ装置１００の放射導体部１２０の第１導体部１２１の長さａ１と、接地板１１０の長さｂ１を変化させたときのアンテナの軸比を示す。
【００３３】
図８の例では、長さａ１＝６０ｍｍ（＝０．１９０λ）、長さｂ１＝８０ｍｍ（＝ａ１＋０．０６λ）の場合に、アンテナの軸比が１．０ｄＢと最低になっている。アンテナ装置１００の寸法をこのサイズにすることで、アンテナ装置１００は、ほぼ円偏波の特性を有するアンテナとなる。また、アンテナ装置１００のサイズとして、アンテナの軸比が３ｄＢ以下となる他のサイズが採用されてもよい。
【００３４】
構成例１−２のように、長さｃ１を大きくすることで、アンテナ装置１００のサイズは大きくなるが、構成例１−１と比較して、アンテナとしての特性（利得等）は改善される。アンテナ装置１００は、長さｃ１を大きくしても、円偏波の特性を有する。
【００３５】
（実施形態１の作用効果）
アンテナ装置１００は、折り曲げられた放射導体部１２０を有する。放射導体部１２０が折り曲げられることで、アンテナ装置１００の一辺の長さを波長の３分の１程度以下にすることができる。放射導体部１２０が折り曲げられ、接地板１１０が所定のサイズを有することで、アンテナ装置１００は、円偏波特性を有する。
【００３６】
従来の逆Ｆ型アンテナは、ヘリカルアンテナ等と比較して、小型であるが、円偏波特性を有しない。アンテナ装置１００は、折り曲げられた放射導体部１２０、及び、所定の大きさの接地板１１０を有することで、小型、かつ、円偏波特性を有する。
【００３７】
〔実施形態２〕
次に実施形態２について説明する。実施形態２は、実施形態１との共通点を有する。従って、主として相違点について説明し、共通点については、説明を省略する。実施形態２では、接地板の形状を円形形状とする。
【００３８】
（構成例２−１）
図９は、構成例２−１のアンテナ装置の例を示す図である。アンテナ装置２００は、接地板２１０と、放射導体部２２０とを有する。
【００３９】
接地板２１０は、平面であり、直径の長さが長さｂ２の円形形状である。また接地板２１０の形状は、正方形以外の四角形形状、多角形形状であってもよい。
【００４０】
放射導体部２２０は、第１導体部２２１、第２導体部２２２、第３導体部２２３を含む。放射導体部２２０は、実施形態１の放射導体部１２０と同様の構成を有する。放射導体部２２０は、Ｚ軸方向から見て、接地板２１０からはみ出さない位置に設置される。
【００４１】
第１導体部２２１は、接地板２１０と平行に長さｃ２の距離で離間している。また、第１導体部２２１の長さは、ａ２＋ｄ２である。第１導体部２２１は、全体の長さを長さａ２と長さｄ２とに分ける点で直角（９０度）に折り曲げられる。
【００４２】
第２導体部２２２は、第１導体部２２１と接地板２１０とを、短絡している。第２導体部２２２は、第１導体部２２１の給電点から所定の距離ｆ２だけ離間した位置で、第１導体部２２１と接続される。距離ｆ２は、インピーダンスマッチングにより決定される。
【００４３】
アンテナ装置２００のサイズを、例えば、周波数９５０ＭＨｚにおいて、ａ２＝５０ｍｍ、ｂ２＝８０ｍｍ、ｃ２＝２ｍｍ、ｄ１＝３９ｍｍ、ｆ２＝１０ｍｍとすると、アンテナ装置２００の軸比は、２．６７ｄＢとなる。このとき、アンテナの軸比が３ｄＢ以下で
あるので、アンテナ装置２００は、円偏波特性を有する。アンテナ装置２００のサイズは、これに限定されるものではない。
【００４４】
（実施形態２の作用効果）
アンテナ装置２００は、接地板２１０の形状を円形、正方形以外の四角形、または、多角形とする。アンテナ装置２００によれば、接地板２１０の形状を円形、正方形以外の四角形、または、多角形とした場合であっても、円偏波特性を有するアンテナとすることができる。
【００４５】
〔実施形態３〕
次に実施形態３について説明する。実施形態３は、実施形態１及び２との共通点を有する。従って、主として相違点について説明し、共通点については、説明を省略する。実施形態３では、放射導体部の折り曲げの形状を変更する。
【００４６】
（構成例３−１）
図１０は、構成例３−１のアンテナ装置の例を示す図である。アンテナ装置３００は、接地板３１０と、放射導体部３２０を有する。
【００４７】
接地板３１０は、平面であり、一辺の長さが長さｂ３の正方形形状である。接地板３１０は、実施形態１の接地板１１０と同様の構成を有する。接地板３１０は、実施形態２の接地板２１０と同様の構成であってもよい。
【００４８】
放射導体部３２０は、第１導体部３２１、第２導体部３２２、第３導体部３２３を含む。第２導体部３２２及び第３導体部３２３は、それぞれ、実施形態１の第２導体部１２２及び第３導体部１２３と同様の構成を有する。
【００４９】
第１導体部３２１は、接地板３１０と平行に長さｃ３の距離で離間している。第１導体部３２１は、実施形態１の第１導体部１２１で直角に折り曲げた部分を、半径ｒ３の９０度の円弧とする。第１導体部３２１で、円弧とした部分を実施形態１と同様に折り曲げたときの折り曲げ部分までの長さを長さａ３、折り曲げ部分から先の長さを長さｄ３とする。
【００５０】
第２導体部３２２は、第１導体部３２１と接地板３１０とを、短絡している。第２導体部３２２は、第１導体部３２１の給電点から所定の距離ｆ３だけ離間した位置で、第１導体部３２１と接続される。距離ｆ３は、インピーダンスマッチングにより決定される。
【００５１】
第１導体部３２１の長さとして、ａ３＋ｄ３が、０．２５λ＋ｆ３となるようにしてもよいし、第１導体部３２１の直線部分及び円弧部分に沿った長さが０．２５λ＋ｆ３となるようにしてもよい。
【００５２】
図１１は、アンテナ装置３００をＺ軸方向から見た図である。放射導体部３２０は、Ｚ軸方向から見て、接地板３１０からはみ出さない位置に設置される。
【００５３】
アンテナ装置３００のサイズを、例えば、周波数９５０ＭＨｚにおいて、ａ３＝５０ｍｍ、ｂ３＝７５ｍｍ、ｃ３＝２ｍｍ、ｄ３＝４２ｍｍ、ｆ３＝１０ｍｍとすると、アンテナ装置３００の軸比は、１．２５ｄＢとなる。このとき、アンテナの軸比が３ｄＢ以下であるので、アンテナ装置３００は、円偏波特性を有する。アンテナ装置３００のサイズは、これに限定されるものではない。
【００５４】
（実施形態３の作用効果）
アンテナ装置３００は、放射導体部３２０の折り曲げ部分の形状を円弧とする。アンテナ装置３００によれば、放射導体部３２０の折り曲げ部分の形状を円弧とした場合であっても、円偏波特性を有するアンテナとすることができる。第１導体部３２１の折り曲げ部分の形状を円弧形状とすることにより、アンテナ装置１００の第１導体部１２１より形成しやすくなる。
【００５５】
〔実施形態４〕
次に実施形態４について説明する。実施形態４は、実施形態１乃至３との共通点を有する。従って、主として相違点について説明し、共通点については、説明を省略する。実施形態４では、放射導体部の折り曲げの形状を変更する。
【００５６】
（構成例４−１）
図１２は、構成例４−１のアンテナ装置の例を示す図である。アンテナ装置４００は、接地板４１０と、放射導体部４２０とを有する。
【００５７】
接地板４１０は、平面であり、一辺の長さが長さｂ４の正方形形状である。接地板４１０は、実施形態１の接地板１１０と同様の構成を有する。接地板４１０は、実施形態２の接地板２１０と同様の構成であってもよい。
【００５８】
放射導体部４２０は、第１導体部４２１、第２導体部４２２、第３導体部４２３を含む。第２導体部４２２及び第３導体部４２３は、それぞれ、実施形態１の第２導体部１２２及び第３導体部１２３と同様の構成を有する。
【００５９】
第１導体部４２１は、接地板４１０と平行に長さｃ４の距離で離間している。第１導体部４２１は、実施形態１の第１導体部４２１で直角に折り曲げた部分を、４５度の折り曲げを２回行うとする。第１導体部４２１で、４５度の折り曲げを２回行った部分を実施形態１と同様に直角に折り曲げたときの折り曲げ部分までの長さを長さａ４、折り曲げ部分から先の長さを長さｄ４とする。また、４５度折り曲げたことによって、長さａ４から欠けた部分の長さを、長さｓ４とする。同様に、長さｄ４から欠けた部分の長さを、長さｓ４とする。ここでは、第１導体部４２１は、４５度で２回折り曲げる構成としたが、例えば、３０度で３回折り曲げる構成などとして、複数回折り曲げて最終的に９０度分折り曲がる構成としてもよい。また、複数回にわたって折り曲げる場合、折り曲げ毎に折り曲げる角度が変わってもよい。
【００６０】
第２導体部４２２は、第１導体部４２１と接地板４１０とを、短絡している。第２導体部４２２は、第１導体部４２１の給電点から所定の距離ｆ４だけ離間した位置で、第１導体部４２１と接続される。距離ｆ４は、インピーダンスマッチングにより決定される。
【００６１】
第１導体部４２１の長さとして、ａ４＋ｄ４が、０．２５λ＋ｆ４となるようにしてもよいし、第１導体部４２１に沿った長さが０．２５λ＋ｆ３となるようにしてもよい。
【００６２】
図１３は、アンテナ装置４００をＺ軸方向から見た図である。放射導体部３２０は、Ｚ軸方向から見て、接地板４１０からはみ出さない位置に設置される。
【００６３】
アンテナ装置４００のサイズを、例えば、周波数９５０ＭＨｚにおいて、ａ４＝５０ｍｍ、ｂ４＝７５ｍｍ、ｃ４＝２ｍｍ、ｄ４＝４４ｍｍ、ｆ４＝１０ｍｍとすると、アンテナ装置４００の軸比は、１．５４ｄＢとなる。このとき、アンテナの軸比が３ｄＢ以下であるので、アンテナ装置４００は、円偏波特性を有する。アンテナ装置４００のサイズは、これに限定されるものではない。
【００６４】
（実施形態４の作用効果）
アンテナ装置４００は、放射導体部４２０の折り曲げ部分の形状を９０度より小さい角度で複数回折り曲げた形状とする。アンテナ装置４００によれば、放射導体部４２０の折り曲げ部分の形状を９０度より小さい角度で複数回折り曲げた形状とした場合であっても、円偏波特性を有するアンテナとすることができる。第１導体部４２１の折り曲げ部分の形状を９０度より小さい角度で複数回折り曲げた形状とすることにより、アンテナ装置１００の第１導体部１２１より形成しやすくなる。
【００６５】
〔実施形態５〕
次に実施形態５について説明する。実施形態５は、実施形態１乃至４との共通点を有する。従って、主として相違点について説明し、共通点については、説明を省略する。実施形態５では、アンテナ装置の放射導体部を誘電体で支持することにより、アンテナ装置のサイズをより小型化する。
【００６６】
（構成例５−１）
図１４は、構成例５−１のアンテナ装置の例を示す図である。アンテナ装置５００は、接地板５１０と、放射導体部５２０と、誘電体部５３０を有する。
【００６７】
接地板５１０は、平面であり、一辺の長さが長さｂ５の正方形形状である。接地板５１０は、実施形態１の接地板１１０と同様の構成を有する。接地板５１０は、実施形態２の接地板２１０と同様の構成であってもよい。
【００６８】
放射導体部５２０は、第１導体部５２１、第２導体部５２２、第３導体部５２３を含む。第２導体部５２２及び第３導体部５２３は、それぞれ、実施形態１の第２導体部１２２及び第３導体部１２３と同様の構成を有する。第１導体部５２１は、接地板５１０と平行に長さｃ５の距離で離間している。第１導体部５２１は、全体の長さを長さａ５と長さｄ５とに分ける点で直角（９０度）に折り曲げられる。また、第１導体部５２１の長さは、ａ５＋ｄ５である。放射導体部５２０は、実施形態３の放射導体部３２０、または、実施形態４の放射導体部４２０と同様の構成であってもよい。
【００６９】
第１導体部５２１の形状は、板状である。図１４の例では、第１導体部５２１の厚さは０．４ｍｍ、幅は２ｍｍとしている。
【００７０】
第２導体部５２２は、第１導体部５２１と接地板５１０とを、短絡している。第２導体部５２２は、第１導体部５２１の給電点から所定の距離ｆ５だけ離間した位置で、第１導体部５２１と接続される。距離ｆ５は、インピーダンスマッチングにより決定される。
【００７１】
誘電体部５３０は、放射導体部５２０を支持する誘電体である。誘電体部５３０は、放射導体部５２０と接地板５１０との位置関係が変わらないように、放射導体部５２０を支持する。アンテナ装置５００の大きさは、誘電体の波長短縮効果により、実施形態１のアンテナ装置１００の大きさよりも小さくなる。
【００７２】
図１５は、誘電体部及び第１導体部の断面の例を示す図である。図１５の例は、アンテナ装置５００を、放射導体部５２０を通るように、Ｘ軸が法線となる平面で切った断面である。誘電体部５３０の高さは、２ｍｍ＋Ｃ５である。誘電体部５３０の幅は、長さｐ５である。誘電体部５３０の形状は、これに限定されるものではない。誘電体部５３０は、放射導体部５２０を支持するのに十分な大きさであればよい。
【００７３】
ここで、例えば、誘電体部５３０の誘電体として、比誘電率（εｒ）が３．７、ｔａｎδが０．００１の誘電体を使用する。誘電体部の幅は、ｐ５＝１．６ｍｍとする。アンテ
ナ装置２００のサイズは、周波数９５０ＭＨｚにおいて、ａ５＝３３．４ｍｍ、ｂ５＝４７．５ｍｍ、ｃ５＝５ｍｍ、ｄ５＝２８．３ｍｍ、ｆ５＝１０ｍｍとなる。このとき、アンテナ装置５００の軸比は１．２ｄＢとなり、アンテナの軸比が３ｄＢ以下であるのでアンテナ装置５００は円偏波特性を有する。アンテナ装置５００の一辺の長さ（ｂ５）は、実施形態１のアンテナ装置１００の一辺の長さ（ｂ１）と比較して、３７％短くなる。また、アンテナ装置５００の接地板５１０の面積は、実施形態１のアンテナ装置１００の接地板１１０の面積と比較して、６０％減少する。アンテナ装置５００のサイズは、これに限定されるものではない。
【００７４】
（実施形態５の作用効果）
アンテナ装置５００は、誘電体部５３０により、放射導体部５２０を支持する。アンテナ装置５００によれば、誘電体の波長短縮効果により、誘電体を使用しない場合と比較して、アンテナ装置５００のサイズを、小さいサイズとすることができる。
【００７５】
〔実施形態６〕
次に実施形態６について説明する。実施形態６は、実施形態１乃至５との共通点を有する。従って、主として相違点について説明し、共通点については、説明を省略する。実施形態６では、アンテナ装置に２つの放射導体部を設けることにより、利得のピークを＋Ｚ方向になるようにする。
【００７６】
（構成例６−１）
図１６は、構成例６−１のアンテナ装置の例を示す図である。アンテナ装置６００は、接地板６１０と、第１放射導体部６２０と、第２放射導体部６７０とを有する。
【００７７】
接地板６１０は、平面であり、一辺の長さが長さｂ６の正方形形状である。接地板６１０は、実施形態１の接地板１１０と同様の構成を有する。接地板６１０は、実施形態２の接地板２１０と同様の構成であってもよい。
【００７８】
第１放射導体部６２０は、第１導体部６２１、第２導体部６２２、第３導体部６２３を含む。放射導体部６２０は、実施形態１の放射導体部１２０と同様の構成を有する。第１放射導体部６２０は、Ｚ軸方向から見て、接地板６１０からはみ出さない位置に設置される。
【００７９】
第１導体部６２１は、接地板６１０と平行に長さｃ６の距離で離間している。また、第１導体部６２１の長さは、ａ６＋ｄ６である。第１導体部６２１は、全体の長さを長さａ６と長さｄ６とに分ける点で直角（９０度）に折り曲げられる。
【００８０】
第２導体部６２２は、第１導体部６２１と接地板６１０とを、短絡している。第２導体部６２２は、第１導体部６２１の給電点から所定の距離ｆ６だけ離間した位置で、第１導体部６２１と接続される。距離ｆ６は、インピーダンスマッチングにより決定される。
【００８１】
第３導体部６２３は、第１導体部６２２の給電点と給電回路とを接続する。第３導体部６２３は、接地板６１０とは、電気的に直接接続しない。
【００８２】
第２放射導体部６７０は、第１導体部６７１、第２導体部６７２、第３導体部６７３を含む。第２放射導体部６７０は、第１放射導体部６２０と同様の構成を有する。第２放射導体部６７０のサイズは、第１放射導体部６２０のサイズと同じである。第２放射導体部６７０は、Ｚ軸方向から見て、接地板６７０からはみ出さない位置に設置される。また、第２放射導体部６７０は、接地板６１０の中心点を対称点として、第１放射導体部６２０と点対称の位置に設置される。
【００８３】
第１放射導体部６２０及び第２放射導体部６７０は、実施形態３の放射導体部３２０、または、実施形態４の放射導体部４２０と同様の構成であってもよい。
【００８４】
アンテナ装置６００は、アンテナ装置５００と同様に、誘電体部が設けられてもよい。誘電体部が設けられることにより、アンテナ装置６００のサイズを小さくすることができる。
【００８５】
図１７は、アンテナ装置６００に接続される給電回路を説明する図である。給電回路は、信号生成部、分配部、反転部を有する。信号生成部は、アンテナから出力される無線信号を生成する。分配部は、信号生成部が生成した信号を２つに分ける。反転部は、分配部から入力された信号を１８０度反転する。
【００８６】
給電回路の信号生成部で生成された信号は、分配部で、２つに分けられる。このうち一方の信号は、そのまま、第１放射導体部６２０の給電点に入力される。また、他方の信号は、反転部によって、１８０度反転された後、第２放射導体部６７０の給電点に入力される。即ち、第１放射導体部６２０と第２放射導体部６７０とには、互いに位相が１８０度異なる信号が入力される。アンテナ装置６００は、図１７の給電回路を含んでもよい。
【００８７】
図１８は、実施形態１のアンテナ装置１００のＸＺ平面の利得の例を示す図である。アンテナ装置１００の利得は、＋Ｚ方向ではなく、＋Ｚ方向から４５度程度ずれた方向に、ピークを有する。
【００８８】
図１９は、実施形態６のアンテナ装置６００のＸＺ平面の利得の例を示す図である。アンテナ装置６００の利得は、＋Ｚ方向に、ピークを有する。従って、アンテナ装置６００のように、２つの放射導体部を設けることにより、アンテナの利得のピークを＋Ｚ方向にすることができる。即ち、アンテナ装置６００の最大利得の方向は、接地板６１０の法線方向となる。
【００８９】
（実施形態６の作用効果）
アンテナ装置６００の２つの放射導体部には、給電回路により、互いに位相が１８０度子となる信号が入力される。アンテナ装置６００は、接地板６１０の中心点に対して点対称に放射導体部を配置する。アンテナ装置６００は、最大利得の方向を、接地板６１０の法線方向にすることができる。
【符号の説明】
【００９０】
１００ アンテナ装置
１１０ 接地板
１２０ 放射導体部
１２１ 第１導体部
１２２ 第２導体部
１２３ 第３導体部
５３０ 誘電体部
６００ アンテナ装置
６１０ 接地板
６２０ 第１放射導体部
６２１ 第１導体部
６２２ 第２導体部
６２３ 第３導体部
６７０ 第２放射導体部
６７１ 第１導体部
６７２ 第２導体部
６７３ 第３導体部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信装置におけるアンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）は、ＲＦＩＤタグと呼ばれる媒体に記憶された人やモノの個別情報を、リーダライタ（Ｒ／Ｗ）と呼ばれる無線通信装置との無線通信によって読み書きを行う自動認識システムである。読み書きには、データ呼び出し、登録、削除、更新などが含まれる。ＲＦＩＤタグ側のアンテナには、直線偏波アンテナが使用されることが多い。そのため、ＲＦＩＤタグがどの方向を向いていても送受信できるように、リーダライタ（Ｒ／Ｗ）側のアンテナとして円偏波アンテナが使用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００９／０３２２６３１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
無線通信を行う無線通信装置は、小型化している。円偏波アンテナを使用する無線通信装置の筐体内に設置されるアンテナも小型化することが求められる。円偏波特性のアンテナであるパッチアンテナ、ヘリカルアンテナ、クロスダイポールアンテナでは、小型化することが困難である。また、逆Ｆ型アンテナは、小型化が容易であるが、直線偏波特性のアンテナである。そのため、逆Ｆ型アンテナは、円偏波アンテナを使用する無線通信装置では、使用し難い。
【０００５】
開示の装置は、円偏波特性を有するアンテナ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
開示の装置は、上記課題を解決するために、以下の手段を採用する。
【０００７】
即ち、第１の態様は、
接地板と、
前記接地板に絶縁して形成された給電部と、
前記給電部と前記接地板とに接続する短絡部に接続し、前記接地板と平行で、且つ、前記接地板と所定の間隔で離間して延伸された２つの放射導体部と、
前記放射導体部に給電する給電回路を備え、
前記２つの放射導体部は、前記接地板に、前記接地板の中心点を対称点として、それぞれ、点対称に配置され、
前記給電回路は、前記２つの放射導体部に、それぞれ、逆位相で給電し、
前記２つの放射導体部は、同一形状の折り曲げ部分を有する、
アンテナ装置である。
【発明の効果】
【０００８】
開示の実施形態によれば、円偏波特性を有するアンテナ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、構成例１−１のアンテナ装置の例を示す図である。
【図２】図２は、アンテナ装置において、接地板と直角に交わり接地点および給電点を含む平面の例の図である。
【図３】図３は、アンテナ装置１００をＺ軸方向から見た図である。
【図４】図４は、長さａ１に対するアンテナの軸比が最小値となる長さｂ１の値の例を示す図である。
【図５】図５は、周波数９５０ＭＨｚにおけるアンテナの軸比のグラフの例を示す図である。
【図６】図６は、構成例１−２のアンテナ装置の例を示す図である。
【図７】図７は、長さａ１に対するアンテナの軸比が最小値となる長さｂ１の値の例を示す図である。
【図８】図８は、周波数９５０ＭＨｚにおけるアンテナの軸比のグラフの例を示す図である。
【図９】図９は、構成例２−１のアンテナ装置の例を示す図である。
【図１０】図１０は、構成例３−１のアンテナ装置の例を示す図である。
【図１１】図１１は、アンテナ装置３００をＺ軸方向から見た図である。
【図１２】図１２は、構成例４−１のアンテナ装置の例を示す図である。
【図１３】図１３は、アンテナ装置４００をＺ軸方向から見た図である。
【図１４】図１４は、構成例５−１のアンテナ装置の例を示す図である。
【図１５】図１５は、誘電体部及び第１導体部の断面の例を示す図である。
【図１６】図１６は、構成例６−１のアンテナ装置の例を示す図である。
【図１７】図１７は、アンテナ装置６００に接続される給電回路を説明する図である。
【図１８】図１８は、実施形態１のアンテナ装置１００のＸＺ平面の利得の例を示す図である。
【図１９】図１９は、実施形態６のアンテナ装置６００のＸＺ平面の利得の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して実施形態について説明する。実施形態の構成は例示であり、開示の実施形態の構成に限定されない。
【００１１】
〔実施形態１〕
（構成例１−１）
図１は、構成例１−１のアンテナ装置の例を示す図である。アンテナ装置１００は、接地板１１０と、放射導体部１２０とを有する。
【００１２】
接地板１１０は、平面であり、一辺の長さが長さｂ１の正方形形状である。接地板１１０の材料として、アルミニウム、銅などの金属が使用される。接地板の厚さは、平面を維持できる厚さとして例えば２ｍｍとすることができるが、これに限定されるものではない。また、接地板１１０は、平板上の誘電体に貼り付けられてもよい。
【００１３】
放射導体部１２０は、第１導体部１２１、第２導体部１２２、第３導体部１２３を含む。第１導体部１２１と第２導体部１２２とは、電気的に接触している。また、第１導体部と第３導体部１２３は、電気的に接続する。放射導体部１２０には、給電回路から送信信号が供給される。また、第１導体部１２１、第２導体部１２２、及び、第３導体部１２３は、１つの部材として形成されうる。
【００１４】
第１導体部１２１の形状は、板状である。図１の例では、第１導体部１２１の厚さは０．４ｍｍ、幅は２ｍｍとしている。第１導体部１２１の厚さ及び幅はこれに限定されるものではない。第１導体部１２１は、接地板１１０と平行に長さｃ１の距離で離間している。また、第１導体部１２１の長さは、ａ１＋ｄ１である。第１導体部１２１は、全体の長
さを長さａ１と長さｄ１とに分ける点で直角（９０度）に折り曲げられる。第１導体部１２１は、長さａ１の側の端部に給電回路により給電される給電点を有する。第１導体部１２１の２辺（長さａ１の側、及び、長さｄ１の側）は、それぞれ、接地板１１０の１辺と平行である。図１の例では、第１導体部１２１の幅方向が接地板１１０の面に対して直角としているが、第１導体部１２１の幅方向は、接地板１００の面と平行であってもよい。また、第１導体板１２１の形状は、折り曲げられた円柱状等であってもよい。
【００１５】
第２導体部１２２は、第１導体部１２１と接地板１１０とを、短絡している。第２導体部１２２は、第１導体部１２１の給電点から所定の距離ｆ１だけ離間した位置で、第１導体部１２１と接続される。距離ｆ１は、インピーダンスマッチングにより決定される。
【００１６】
第３導体部１２３は、第１導体部１２２の給電点と給電回路とを接続する。第３導体部１２３は、接地板１１０とは、第２導体部１２２を介した伝導部分以外の箇所では、接続しない。
【００１７】
ここで、図１のように、第１導体部１２１の長さａ１の方向に平行な軸をＸ軸、第１導体部１２１の長さｄ１の方向に平行な軸をＹ軸、Ｘ軸およびＹ軸と直角に交わる方向の軸をＺ軸とする。Ｘ軸は、接地板１１０の一辺と平行である。また、Ｙ軸も、接地板１１０の一辺と平行である。
【００１８】
図２は、アンテナ装置において、接地板と直角に交わり接地点および給電点を含む平面の例の図である。接地板１１０は、接地点で、放射導体部１２０の第２導体部１２２と接続される。第２導体部１２２は、第１導体部１２１と接続される。第１導体部１２１の給電点は、第３導体部１２３を介して、給電回路に接続される。アンテナ装置１００は、給電回路を含んでもよい。他の実施形態におけるアンテナ装置についても、同様である。
【００１９】
図３は、アンテナ装置１００をＺ軸方向から見た図である。放射導体部１２０は、Ｚ軸方向から見て、接地板１１０からはみ出さない位置に設置される。
【００２０】
図４は、長さａ１に対するアンテナの軸比が最小値となる長さｂ１の値の例を示す図である。アンテナ装置１００で送受信される電磁波の波長を、λとする。図４のグラフにおいて、使用される周波数は、９５０ＭＨｚである。周波数９５０ＭＨｚにおける波長は、３１５ｍｍである。このとき、０．１λは３２ｍｍ、０．０４５λは１４ｍｍである。
【００２１】
アンテナの軸比とは、楕円偏波のＸ方向の電界強度とＹ方向の電界強度の比である。アンテナの軸比が０ｄＢである場合、当該アンテナから出力される電磁波は円偏波である。アンテナの軸比が３ｄＢ以下であれば、当該アンテナから出力される電磁波は円偏波であるとみなしてもよい。
【００２２】
図４のグラフにおいて、接地板１１０の一辺の長さである長さｂ１がａ１＋０．０４５λからａ１＋０．１λまでの間である場合、軸比は最小値となる。即ち、長さａ１に対する長さｂ１の最適値は、ａ１＋０．０４５λからａ１＋０．１λまでの間である。第１導体部１２１が折り曲げ部分を有し、接地板１１０がこのサイズであることで、接地板１１０に流れる電流が、第１導体部１２１を流れる電流（送信信号）の位相に合わせて、接地板１１０上で回転する。接地板１１０に流れる電流が送信信号の位相に合わせて接地板１１０上で回転するので、アンテナ装置１００は、円偏波特性を有する。接地板１１０の一辺の長さｂ１は、最大で０．３４λとなり、従来のアンテナと比較して、アンテナ装置１００のサイズを小さくできる。一方、接地板１１０の大きさがこのサイズより大きいと、接地板１１０に流れる電流が送信信号の位相に合わせて接地板１１０上で回転しなくなるので、アンテナ装置１００は、円偏波特性を有しない。
【００２３】
接地板１１０及び導体放射板１２０の寸法は、次のように設定される。なお、ここで設定される寸法は一例であり、これに限定されるものではない。
【００２４】
［数１］
０．０９５λ≦ａ１≦０．２４λ
ａ１＋０．０４５λ≦ｂ１≦ａ１＋０．１０λ
ｃ１＝２ｍｍ
ｄ１＝０．２５λ＋ｆ１−ａ１
ａ１＋ｄ１＝０．２５λ＋ｆ１
第１導体部１２１の長さは、ａ１＋ｄ１＝０．２５λ＋ｆ１となる。また、第２導体部１２２と第３導体部１２３との距離ｆ１が１０ｍｍである場合、インピーダンス整合が取れる。
【００２５】
図５は、周波数９５０ＭＨｚにおけるアンテナの軸比のグラフの例を示す図である。図５のグラフは、アンテナ装置１００の放射導体部１２０の第１導体部１２１の長さａ１と、接地板１１０の長さｂ１を変化させたときのアンテナの軸比を示す。
【００２６】
図５の例では、長さａ１＝５０ｍｍ（＝０．１５９λ）、長さｂ１＝７５ｍｍ（＝ａ１＋０．０８λ）の場合に、アンテナの軸比が０．４ｄＢと最低になっている。即ち、アンテナ装置１００の寸法をこのサイズにすることで、アンテナ装置１００は、ほぼ円偏波の特性を有するアンテナとなる。また、アンテナの軸比が３ｄＢ以下であれば、当該アンテナから出力される電磁波は円偏波であるとみなしてもよいので、アンテナ装置１００のサイズとして、アンテナの軸比が３ｄＢ以下となる他のサイズが採用されてもよい。
【００２７】
アンテナ装置１００は、図１のような構成とすることで、大きさが縦横０．３４λ以下、高さ４ｍｍであって、円偏波特性を有するアンテナとなる。
【００２８】
（構成例１−２）
構成例１−２について説明する。構成例１−２は、構成例１−１と共通点を有する。ここでは、主に相違点について説明し、共通点についての説明は省略する。構成例１−２では、第１導体部１２１と接地板１０１との離間する距離ｃ１が、構成例１−１とは異なる。
【００２９】
図６は、構成例１−２のアンテナ装置の例を示す図である。構成例１−１では、アンテナ装置１００は、第１導体部１２１は、接地板１０１と平行に長さｃ１＝２ｍｍの距離で離間しているとしたが、構成例１−２では、長さｃ１は、１０ｍｍとする。
【００３０】
図７は、長さａ１に対するアンテナの軸比が最小値となる長さｂ１の値の例を示す図である。図７のグラフにおいて、使用される周波数は、９５０ＭＨｚである。周波数９５０ＭＨｚにおける波長は、３１５ｍｍである。このとき、０．１λは３２ｍｍ、０．０４５λは１４ｍｍである。
【００３１】
図７のグラフにおいて、接地板１１０の一辺の長さである長さｂ１がａ１＋０．０４５λからａ１＋０．１λまでの間である場合、軸比は最小値となる。即ち、長さａ１に対する長さｂ１の最適値は、ａ１＋０．０４５λからａ１＋０．１λまでの間である。これは、構成例１−１の例と同様である。
【００３２】
図８は、周波数９５０ＭＨｚにおけるアンテナの軸比のグラフの例を示す図である。図
８のグラフは、アンテナ装置１００の放射導体部１２０の第１導体部１２１の長さａ１と、接地板１１０の長さｂ１を変化させたときのアンテナの軸比を示す。
【００３３】
図８の例では、長さａ１＝６０ｍｍ（＝０．１９０λ）、長さｂ１＝８０ｍｍ（＝ａ１＋０．０６λ）の場合に、アンテナの軸比が１．０ｄＢと最低になっている。アンテナ装置１００の寸法をこのサイズにすることで、アンテナ装置１００は、ほぼ円偏波の特性を有するアンテナとなる。また、アンテナ装置１００のサイズとして、アンテナの軸比が３ｄＢ以下となる他のサイズが採用されてもよい。
【００３４】
構成例１−２のように、長さｃ１を大きくすることで、アンテナ装置１００のサイズは大きくなるが、構成例１−１と比較して、アンテナとしての特性（利得等）は改善される。アンテナ装置１００は、長さｃ１を大きくしても、円偏波の特性を有する。
【００３５】
（実施形態１の作用効果）
アンテナ装置１００は、折り曲げられた放射導体部１２０を有する。放射導体部１２０が折り曲げられることで、アンテナ装置１００の一辺の長さを波長の３分の１程度以下にすることができる。放射導体部１２０が折り曲げられ、接地板１１０が所定のサイズを有することで、アンテナ装置１００は、円偏波特性を有する。
【００３６】
従来の逆Ｆ型アンテナは、ヘリカルアンテナ等と比較して、小型であるが、円偏波特性を有しない。アンテナ装置１００は、折り曲げられた放射導体部１２０、及び、所定の大きさの接地板１１０を有することで、小型、かつ、円偏波特性を有する。
【００３７】
〔実施形態２〕
次に実施形態２について説明する。実施形態２は、実施形態１との共通点を有する。従って、主として相違点について説明し、共通点については、説明を省略する。実施形態２では、接地板の形状を円形形状とする。
【００３８】
（構成例２−１）
図９は、構成例２−１のアンテナ装置の例を示す図である。アンテナ装置２００は、接地板２１０と、放射導体部２２０とを有する。
【００３９】
接地板２１０は、平面であり、直径の長さが長さｂ２の円形形状である。また接地板２１０の形状は、正方形以外の四角形形状、多角形形状であってもよい。
【００４０】
放射導体部２２０は、第１導体部２２１、第２導体部２２２、第３導体部２２３を含む。放射導体部２２０は、実施形態１の放射導体部１２０と同様の構成を有する。放射導体部２２０は、Ｚ軸方向から見て、接地板２１０からはみ出さない位置に設置される。
【００４１】
第１導体部２２１は、接地板２１０と平行に長さｃ２の距離で離間している。また、第１導体部２２１の長さは、ａ２＋ｄ２である。第１導体部２２１は、全体の長さを長さａ２と長さｄ２とに分ける点で直角（９０度）に折り曲げられる。
【００４２】
第２導体部２２２は、第１導体部２２１と接地板２１０とを、短絡している。第２導体部２２２は、第１導体部２２１の給電点から所定の距離ｆ２だけ離間した位置で、第１導体部２２１と接続される。距離ｆ２は、インピーダンスマッチングにより決定される。
【００４３】
アンテナ装置２００のサイズを、例えば、周波数９５０ＭＨｚにおいて、ａ２＝５０ｍｍ、ｂ２＝８０ｍｍ、ｃ２＝２ｍｍ、ｄ１＝３９ｍｍ、ｆ２＝１０ｍｍとすると、アンテナ装置２００の軸比は、２．６７ｄＢとなる。このとき、アンテナの軸比が３ｄＢ以下で
あるので、アンテナ装置２００は、円偏波特性を有する。アンテナ装置２００のサイズは、これに限定されるものではない。
【００４４】
（実施形態２の作用効果）
アンテナ装置２００は、接地板２１０の形状を円形、正方形以外の四角形、または、多角形とする。アンテナ装置２００によれば、接地板２１０の形状を円形、正方形以外の四角形、または、多角形とした場合であっても、円偏波特性を有するアンテナとすることができる。
【００４５】
〔実施形態３〕
次に実施形態３について説明する。実施形態３は、実施形態１及び２との共通点を有する。従って、主として相違点について説明し、共通点については、説明を省略する。実施形態３では、放射導体部の折り曲げの形状を変更する。
【００４６】
（構成例３−１）
図１０は、構成例３−１のアンテナ装置の例を示す図である。アンテナ装置３００は、接地板３１０と、放射導体部３２０を有する。
【００４７】
接地板３１０は、平面であり、一辺の長さが長さｂ３の正方形形状である。接地板３１０は、実施形態１の接地板１１０と同様の構成を有する。接地板３１０は、実施形態２の接地板２１０と同様の構成であってもよい。
【００４８】
放射導体部３２０は、第１導体部３２１、第２導体部３２２、第３導体部３２３を含む。第２導体部３２２及び第３導体部３２３は、それぞれ、実施形態１の第２導体部１２２及び第３導体部１２３と同様の構成を有する。
【００４９】
第１導体部３２１は、接地板３１０と平行に長さｃ３の距離で離間している。第１導体部３２１は、実施形態１の第１導体部１２１で直角に折り曲げた部分を、半径ｒ３の９０度の円弧とする。第１導体部３２１で、円弧とした部分を実施形態１と同様に折り曲げたときの折り曲げ部分までの長さを長さａ３、折り曲げ部分から先の長さを長さｄ３とする。
【００５０】
第２導体部３２２は、第１導体部３２１と接地板３１０とを、短絡している。第２導体部３２２は、第１導体部３２１の給電点から所定の距離ｆ３だけ離間した位置で、第１導体部３２１と接続される。距離ｆ３は、インピーダンスマッチングにより決定される。
【００５１】
第１導体部３２１の長さとして、ａ３＋ｄ３が、０．２５λ＋ｆ３となるようにしてもよいし、第１導体部３２１の直線部分及び円弧部分に沿った長さが０．２５λ＋ｆ３となるようにしてもよい。
【００５２】
図１１は、アンテナ装置３００をＺ軸方向から見た図である。放射導体部３２０は、Ｚ軸方向から見て、接地板３１０からはみ出さない位置に設置される。
【００５３】
アンテナ装置３００のサイズを、例えば、周波数９５０ＭＨｚにおいて、ａ３＝５０ｍｍ、ｂ３＝７５ｍｍ、ｃ３＝２ｍｍ、ｄ３＝４２ｍｍ、ｆ３＝１０ｍｍとすると、アンテナ装置３００の軸比は、１．２５ｄＢとなる。このとき、アンテナの軸比が３ｄＢ以下であるので、アンテナ装置３００は、円偏波特性を有する。アンテナ装置３００のサイズは、これに限定されるものではない。
【００５４】
（実施形態３の作用効果）
アンテナ装置３００は、放射導体部３２０の折り曲げ部分の形状を円弧とする。アンテナ装置３００によれば、放射導体部３２０の折り曲げ部分の形状を円弧とした場合であっても、円偏波特性を有するアンテナとすることができる。第１導体部３２１の折り曲げ部分の形状を円弧形状とすることにより、アンテナ装置１００の第１導体部１２１より形成しやすくなる。
【００５５】
〔実施形態４〕
次に実施形態４について説明する。実施形態４は、実施形態１乃至３との共通点を有する。従って、主として相違点について説明し、共通点については、説明を省略する。実施形態４では、放射導体部の折り曲げの形状を変更する。
【００５６】
（構成例４−１）
図１２は、構成例４−１のアンテナ装置の例を示す図である。アンテナ装置４００は、接地板４１０と、放射導体部４２０とを有する。
【００５７】
接地板４１０は、平面であり、一辺の長さが長さｂ４の正方形形状である。接地板４１０は、実施形態１の接地板１１０と同様の構成を有する。接地板４１０は、実施形態２の接地板２１０と同様の構成であってもよい。
【００５８】
放射導体部４２０は、第１導体部４２１、第２導体部４２２、第３導体部４２３を含む。第２導体部４２２及び第３導体部４２３は、それぞれ、実施形態１の第２導体部１２２及び第３導体部１２３と同様の構成を有する。
【００５９】
第１導体部４２１は、接地板４１０と平行に長さｃ４の距離で離間している。第１導体部４２１は、実施形態１の第１導体部４２１で直角に折り曲げた部分を、４５度の折り曲げを２回行うとする。第１導体部４２１で、４５度の折り曲げを２回行った部分を実施形態１と同様に直角に折り曲げたときの折り曲げ部分までの長さを長さａ４、折り曲げ部分から先の長さを長さｄ４とする。また、４５度折り曲げたことによって、長さａ４から欠けた部分の長さを、長さｓ４とする。同様に、長さｄ４から欠けた部分の長さを、長さｓ４とする。ここでは、第１導体部４２１は、４５度で２回折り曲げる構成としたが、例えば、３０度で３回折り曲げる構成などとして、複数回折り曲げて最終的に９０度分折り曲がる構成としてもよい。また、複数回にわたって折り曲げる場合、折り曲げ毎に折り曲げる角度が変わってもよい。
【００６０】
第２導体部４２２は、第１導体部４２１と接地板４１０とを、短絡している。第２導体部４２２は、第１導体部４２１の給電点から所定の距離ｆ４だけ離間した位置で、第１導体部４２１と接続される。距離ｆ４は、インピーダンスマッチングにより決定される。
【００６１】
第１導体部４２１の長さとして、ａ４＋ｄ４が、０．２５λ＋ｆ４となるようにしてもよいし、第１導体部４２１に沿った長さが０．２５λ＋ｆ３となるようにしてもよい。
【００６２】
図１３は、アンテナ装置４００をＺ軸方向から見た図である。放射導体部３２０は、Ｚ軸方向から見て、接地板４１０からはみ出さない位置に設置される。
【００６３】
アンテナ装置４００のサイズを、例えば、周波数９５０ＭＨｚにおいて、ａ４＝５０ｍｍ、ｂ４＝７５ｍｍ、ｃ４＝２ｍｍ、ｄ４＝４４ｍｍ、ｆ４＝１０ｍｍとすると、アンテナ装置４００の軸比は、１．５４ｄＢとなる。このとき、アンテナの軸比が３ｄＢ以下であるので、アンテナ装置４００は、円偏波特性を有する。アンテナ装置４００のサイズは、これに限定されるものではない。
【００６４】
（実施形態４の作用効果）
アンテナ装置４００は、放射導体部４２０の折り曲げ部分の形状を９０度より小さい角度で複数回折り曲げた形状とする。アンテナ装置４００によれば、放射導体部４２０の折り曲げ部分の形状を９０度より小さい角度で複数回折り曲げた形状とした場合であっても、円偏波特性を有するアンテナとすることができる。第１導体部４２１の折り曲げ部分の形状を９０度より小さい角度で複数回折り曲げた形状とすることにより、アンテナ装置１００の第１導体部１２１より形成しやすくなる。
【００６５】
〔実施形態５〕
次に実施形態５について説明する。実施形態５は、実施形態１乃至４との共通点を有する。従って、主として相違点について説明し、共通点については、説明を省略する。実施形態５では、アンテナ装置の放射導体部を誘電体で支持することにより、アンテナ装置のサイズをより小型化する。
【００６６】
（構成例５−１）
図１４は、構成例５−１のアンテナ装置の例を示す図である。アンテナ装置５００は、接地板５１０と、放射導体部５２０と、誘電体部５３０を有する。
【００６７】
接地板５１０は、平面であり、一辺の長さが長さｂ５の正方形形状である。接地板５１０は、実施形態１の接地板１１０と同様の構成を有する。接地板５１０は、実施形態２の接地板２１０と同様の構成であってもよい。
【００６８】
放射導体部５２０は、第１導体部５２１、第２導体部５２２、第３導体部５２３を含む。第２導体部５２２及び第３導体部５２３は、それぞれ、実施形態１の第２導体部１２２及び第３導体部１２３と同様の構成を有する。第１導体部５２１は、接地板５１０と平行に長さｃ５の距離で離間している。第１導体部５２１は、全体の長さを長さａ５と長さｄ５とに分ける点で直角（９０度）に折り曲げられる。また、第１導体部５２１の長さは、ａ５＋ｄ５である。放射導体部５２０は、実施形態３の放射導体部３２０、または、実施形態４の放射導体部４２０と同様の構成であってもよい。
【００６９】
第１導体部５２１の形状は、板状である。図１４の例では、第１導体部５２１の厚さは０．４ｍｍ、幅は２ｍｍとしている。
【００７０】
第２導体部５２２は、第１導体部５２１と接地板５１０とを、短絡している。第２導体部５２２は、第１導体部５２１の給電点から所定の距離ｆ５だけ離間した位置で、第１導体部５２１と接続される。距離ｆ５は、インピーダンスマッチングにより決定される。
【００７１】
誘電体部５３０は、放射導体部５２０を支持する誘電体である。誘電体部５３０は、放射導体部５２０と接地板５１０との位置関係が変わらないように、放射導体部５２０を支持する。アンテナ装置５００の大きさは、誘電体の波長短縮効果により、実施形態１のアンテナ装置１００の大きさよりも小さくなる。
【００７２】
図１５は、誘電体部及び第１導体部の断面の例を示す図である。図１５の例は、アンテナ装置５００を、放射導体部５２０を通るように、Ｘ軸が法線となる平面で切った断面である。誘電体部５３０の高さは、２ｍｍ＋Ｃ５である。誘電体部５３０の幅は、長さｐ５である。誘電体部５３０の形状は、これに限定されるものではない。誘電体部５３０は、放射導体部５２０を支持するのに十分な大きさであればよい。
【００７３】
ここで、例えば、誘電体部５３０の誘電体として、比誘電率（εｒ）が３．７、ｔａｎδが０．００１の誘電体を使用する。誘電体部の幅は、ｐ５＝１．６ｍｍとする。アンテ
ナ装置２００のサイズは、周波数９５０ＭＨｚにおいて、ａ５＝３３．４ｍｍ、ｂ５＝４７．５ｍｍ、ｃ５＝５ｍｍ、ｄ５＝２８．３ｍｍ、ｆ５＝１０ｍｍとなる。このとき、アンテナ装置５００の軸比は１．２ｄＢとなり、アンテナの軸比が３ｄＢ以下であるのでアンテナ装置５００は円偏波特性を有する。アンテナ装置５００の一辺の長さ（ｂ５）は、実施形態１のアンテナ装置１００の一辺の長さ（ｂ１）と比較して、３７％短くなる。また、アンテナ装置５００の接地板５１０の面積は、実施形態１のアンテナ装置１００の接地板１１０の面積と比較して、６０％減少する。アンテナ装置５００のサイズは、これに限定されるものではない。
【００７４】
（実施形態５の作用効果）
アンテナ装置５００は、誘電体部５３０により、放射導体部５２０を支持する。アンテナ装置５００によれば、誘電体の波長短縮効果により、誘電体を使用しない場合と比較して、アンテナ装置５００のサイズを、小さいサイズとすることができる。
【００７５】
〔実施形態６〕
次に実施形態６について説明する。実施形態６は、実施形態１乃至５との共通点を有する。従って、主として相違点について説明し、共通点については、説明を省略する。実施形態６では、アンテナ装置に２つの放射導体部を設けることにより、利得のピークを＋Ｚ方向になるようにする。
【００７６】
（構成例６−１）
図１６は、構成例６−１のアンテナ装置の例を示す図である。アンテナ装置６００は、接地板６１０と、第１放射導体部６２０と、第２放射導体部６７０とを有する。
【００７７】
接地板６１０は、平面であり、一辺の長さが長さｂ６の正方形形状である。接地板６１０は、実施形態１の接地板１１０と同様の構成を有する。接地板６１０は、実施形態２の接地板２１０と同様の構成であってもよい。
【００７８】
第１放射導体部６２０は、第１導体部６２１、第２導体部６２２、第３導体部６２３を含む。放射導体部６２０は、実施形態１の放射導体部１２０と同様の構成を有する。第１放射導体部６２０は、Ｚ軸方向から見て、接地板６１０からはみ出さない位置に設置される。
【００７９】
第１導体部６２１は、接地板６１０と平行に長さｃ６の距離で離間している。また、第１導体部６２１の長さは、ａ６＋ｄ６である。第１導体部６２１は、全体の長さを長さａ６と長さｄ６とに分ける点で直角（９０度）に折り曲げられる。
【００８０】
第２導体部６２２は、第１導体部６２１と接地板６１０とを、短絡している。第２導体部６２２は、第１導体部６２１の給電点から所定の距離ｆ６だけ離間した位置で、第１導体部６２１と接続される。距離ｆ６は、インピーダンスマッチングにより決定される。
【００８１】
第３導体部６２３は、第１導体部６２２の給電点と給電回路とを接続する。第３導体部６２３は、接地板６１０とは、電気的に直接接続しない。
【００８２】
第２放射導体部６７０は、第１導体部６７１、第２導体部６７２、第３導体部６７３を含む。第２放射導体部６７０は、第１放射導体部６２０と同様の構成を有する。第２放射導体部６７０のサイズは、第１放射導体部６２０のサイズと同じである。第２放射導体部６７０は、Ｚ軸方向から見て、接地板６７０からはみ出さない位置に設置される。また、第２放射導体部６７０は、接地板６１０の中心点を対称点として、第１放射導体部６２０と点対称の位置に設置される。
【００８３】
第１放射導体部６２０及び第２放射導体部６７０は、実施形態３の放射導体部３２０、または、実施形態４の放射導体部４２０と同様の構成であってもよい。
【００８４】
アンテナ装置６００は、アンテナ装置５００と同様に、誘電体部が設けられてもよい。誘電体部が設けられることにより、アンテナ装置６００のサイズを小さくすることができる。
【００８５】
図１７は、アンテナ装置６００に接続される給電回路を説明する図である。給電回路は、信号生成部、分配部、反転部を有する。信号生成部は、アンテナから出力される無線信号を生成する。分配部は、信号生成部が生成した信号を２つに分ける。反転部は、分配部から入力された信号を１８０度反転する。
【００８６】
給電回路の信号生成部で生成された信号は、分配部で、２つに分けられる。このうち一方の信号は、そのまま、第１放射導体部６２０の給電点に入力される。また、他方の信号は、反転部によって、１８０度反転された後、第２放射導体部６７０の給電点に入力される。即ち、第１放射導体部６２０と第２放射導体部６７０とには、互いに位相が１８０度異なる信号が入力される。アンテナ装置６００は、図１７の給電回路を含んでもよい。
【００８７】
図１８は、実施形態１のアンテナ装置１００のＸＺ平面の利得の例を示す図である。アンテナ装置１００の利得は、＋Ｚ方向ではなく、＋Ｚ方向から４５度程度ずれた方向に、ピークを有する。
【００８８】
図１９は、実施形態６のアンテナ装置６００のＸＺ平面の利得の例を示す図である。アンテナ装置６００の利得は、＋Ｚ方向に、ピークを有する。従って、アンテナ装置６００のように、２つの放射導体部を設けることにより、アンテナの利得のピークを＋Ｚ方向にすることができる。即ち、アンテナ装置６００の最大利得の方向は、接地板６１０の法線方向となる。
【００８９】
（実施形態６の作用効果）
アンテナ装置６００の２つの放射導体部には、給電回路により、互いに位相が１８０度子となる信号が入力される。アンテナ装置６００は、接地板６１０の中心点に対して点対称に放射導体部を配置する。アンテナ装置６００は、最大利得の方向を、接地板６１０の法線方向にすることができる。
【符号の説明】
【００９０】
１００ アンテナ装置
１１０ 接地板
１２０ 放射導体部
１２１ 第１導体部
１２２ 第２導体部
１２３ 第３導体部
５３０ 誘電体部
６００ アンテナ装置
６１０ 接地板
６２０ 第１放射導体部
６２１ 第１導体部
６２２ 第２導体部
６２３ 第３導体部
６７０ 第２放射導体部
６７１ 第１導体部
６７２ 第２導体部
６７３ 第３導体部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
接地板と、
前記接地板に絶縁して形成された給電部と、
前記給電部と前記接地板とに接続する短絡部に接続し、前記接地板と平行で、且つ、前記接地板と所定の間隔で離間して延伸された２つの放射導体部と、
前記放射導体部に給電する給電回路を備え、
前記２つの放射導体部は、前記接地板に、前記接地板の中心点を対称点として、それぞれ、点対称に配置され、
前記給電回路は、前記２つの放射導体部に、それぞれ、逆位相で給電し、
前記２つの放射導体部は、同一形状の折り曲げ部分を有する、
アンテナ装置。
【請求項２】
前記折り曲げ部分の折り曲げ角度は９０度である、
請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項３】
前記折り曲げ部分は円弧状である、
請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項４】
前記折り曲げ部分は９０度未満の角度で複数回折り曲げられている、
請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項５】
前記接地板は、正方形形状である
請求項１乃至４のいずれか１つに記載のアンテナ装置。
【請求項６】
前記接地板は、円形形状である
請求項１乃至４のいずれか１つに記載のアンテナ装置。
【請求項７】
前記放射導体部を支持する誘電体部をさらに備える、
請求項１乃至６のいずれか１つに記載のアンテナ装置。
【請求項１】
接地板と、
前記接地板に絶縁して形成された給電部と、
前記給電部と前記接地板とに接続する短絡部に接続し、前記接地板と平行で、且つ、前記接地板と所定の間隔で離間して延伸された２つの放射導体部と、
前記放射導体部に給電する給電回路を備え、
前記２つの放射導体部は、前記接地板に、前記接地板の中心点を対称点として、それぞれ、点対称に配置され、
前記給電回路は、前記２つの放射導体部に、それぞれ、逆位相で給電し、
前記２つの放射導体部は、同一形状の折り曲げ部分を有する、
アンテナ装置。
【請求項２】
前記折り曲げ部分の折り曲げ角度は９０度である、
請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項３】
前記折り曲げ部分は円弧状である、
請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項４】
前記折り曲げ部分は９０度未満の角度で複数回折り曲げられている、
請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項５】
前記接地板は、正方形形状である
請求項１乃至４のいずれか１つに記載のアンテナ装置。
【請求項６】
前記接地板は、円形形状である
請求項１乃至４のいずれか１つに記載のアンテナ装置。
【請求項７】
前記放射導体部を支持する誘電体部をさらに備える、
請求項１乃至６のいずれか１つに記載のアンテナ装置。
【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１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【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１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２０１２−１２４８７０（Ｐ２０１２−１２４８７０Ａ）
【公開日】平成２４年６月２８日（２０１２．６．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２７６３２０（Ｐ２０１０−２７６３２０）
【出願日】平成２２年１２月１０日（２０１０．１２．１０）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月２８日（２０１２．６．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月１０日（２０１０．１２．１０）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
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