アンテナ
【課題】広い周波数帯域において電波を送受信することができ、使用周波数帯域の高低を自由に微調整することができるアンテナを提供する。
【解決手段】アンテナ１０は、給電部１７および無給電部１８を有する不平衡給電材１１と、給電部１７と共振する共振用導体１２と、無給電部１８と共振するグラウンド用導体１３とから形成されている。共振用導体１２は、給電材１１に電気的に接続された第１固定部１９と、給電部１１に並行して軸線方向前方へ延びる一対の第１自由部２０とを有し、グラウンド用導体１３は、給電材１１に電気的に接続された第２固定部２５と、無給電部１８に並行して軸線方向後方へ延びる一対の第２自由部２６とを有する。給電材１１の給電部１７は、共振用導体１２の第１自由部２０と並行する並行部分２３と、共振用導体１２の第１自由部２０から軸線方向前方へ延出する延出部分２４とを有する。
【解決手段】アンテナ１０は、給電部１７および無給電部１８を有する不平衡給電材１１と、給電部１７と共振する共振用導体１２と、無給電部１８と共振するグラウンド用導体１３とから形成されている。共振用導体１２は、給電材１１に電気的に接続された第１固定部１９と、給電部１１に並行して軸線方向前方へ延びる一対の第１自由部２０とを有し、グラウンド用導体１３は、給電材１１に電気的に接続された第２固定部２５と、無給電部１８に並行して軸線方向後方へ延びる一対の第２自由部２６とを有する。給電材１１の給電部１７は、共振用導体１２の第１自由部２０と並行する並行部分２３と、共振用導体１２の第１自由部２０から軸線方向前方へ延出する延出部分２４とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、不平衡給電材と共振用導体およびグラウンド用導体とを備えたアンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
所定長さの第１導波部と、第１導波部につながる所定長さの第２導波部とを備え、第１導波部が同軸ケーブルの芯線と芯線を包被する第１絶縁体とから形成され、第２導波部が同軸ケーブルの第２絶縁体に固定された第１導体管とその第１導体管に摺動可能に取り付けられた第２導体管とから形成されたアンテナがある（特許文献１参照）。このアンテナは、第１導体管に対して第２導体管をそれらの長さ方向へ移動させることで、通信周波数におけるアンテナの効率が高くなるように第２導波部の長さを調節することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１００９２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記特許文献１に開示のアンテナは、第２導体管をその長さ方向へ移動させることで、共振周波数を変えることができるが、その使用周波数帯域（比周波数帯域）がアンテナとして使用可能な周波数帯域のうちの１０％程度をカバーしているに過ぎず、使用周波数帯域を広げることが難しく、広帯域（ワイドバンド）における使用ができない。また、このアンテナは、その使用周波数帯域を高い方へ移動させることができない。
【０００５】
本発明の目的は、広い周波数帯域において電波を送受信することができ、使用周波数帯域の高低を自由に微調整することができるアンテナを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するための本発明にかかるアンテナは、所定長さの給電部およびその給電部につながる所定長さの無給電部を有する不平衡給電材と、不平衡給電材の給電部と共振する共振用導体と、不平衡給電材の無給電部と共振するグラウンド用導体とから形成され、共振用導体が、不平衡給電材に固定手段を介して電気的に接続された第１固定部と、第１固定部につながって不平衡給電材の径方向外方へ離間するとともに、給電部に並行して不平衡給電材の軸線方向前方へ延びる一対の第１自由部とを有し、グラウンド用導体が、不平衡給電材に固定手段を介して電気的に接続された第２固定部と、第２固定部につながって不平衡給電材の径方向外方へ離間するとともに、無給電部に並行して軸線方向後方へ延びる一対の第２自由部とを有し、不平衡給電材の給電部が、共振用導体の第１自由部と並行する並行部分と、並行部分につながって共振用導体の第１自由部から軸線方向前方へ延出する延出部分とを有する。
【０００７】
本発明のアンテナの一例としては、共振用導体のそれら第１自由部が不平衡給電材の軸線に対して面対称の関係にあり、グラウンド用導体のそれら第２自由部が不平衡給電材の軸線に対して面対称の関係にある。
【０００８】
本発明のアンテナの他の一例としては、共振用導体のそれら第１自由部が、第１固定部につながって軸線方向と交差する方向へ延びる第１交差部分と、第１交差部分につながって不平衡給電材の給電部から径方向外方へ離間し、給電部に並行して軸線方向前方へ延びる第１離間部分とを有し、不平衡給電材の軸線に対する第１交差部分の傾斜角度が３０〜９０度の範囲にある。
【０００９】
本発明のアンテナの他の一例としては、不平衡給電材の給電部の中心と共振用導体のそれら第１自由部の第１離間部分との間の最大離間距離が２〜８ｍｍの範囲にある。
【００１０】
本発明のアンテナの他の一例としては、グラウンド用導体のそれら第２自由部が、第２固定部につながって軸線方向と交差する方向へ延びる第２交差部分と、第２交差部分につながって不平衡給電材の無給電部から径方向外方へ離間し、無給電部に並行して軸線方向後方へ延びる第２離間部分とを有し、不平衡給電材の軸線に対する第２交差部分の傾斜角度が３０〜６０度の範囲にある。
【００１１】
本発明のアンテナの他の一例としては、不平衡給電材の無給電部の外周面とグラウンド用導体のそれら第２自由部の第２離間部分との間の最大離間距離が３．５〜１０ｍｍの範囲にある。
【００１２】
本発明のアンテナの他の一例としては、不平衡給電材の無給電部の外周面とグラウンド用導体のそれら第２自由部の第２離間部分との間の最大離間距離が不平衡給電材の給電部の中心と共振用導体のそれら第１自由部の第１離間部分との間の最大離間距離よりも大きい。
【００１３】
本発明のアンテナの他の一例としては、不平衡給電材が、第１導体と、第１導体の外周面を包被する第１絶縁体と、第１絶縁体の外周面を包被する第２導体と、第２導体の外周面を包被する第２絶縁体とのうちの少なくとも第１および第２導体と第１絶縁体とから作られ、不平衡給電材の給電部が第１導体と第１絶縁体とから形成され、不平衡給電材の無給電部が第１および第２導体と第１および第２絶縁体とのうちの少なくとも第１および第２導体と第１絶縁体とから形成されている。
【００１４】
本発明のアンテナの他の一例として、不平衡給電材の給電部では、第１導体が第１絶縁体から軸線方向前方へ所定長さ露出している。
【００１５】
本発明のアンテナの他の一例として、不平衡給電材の給電部の延出部分には、軸方向へ延びる所定長さの第３絶縁体が固定されている。
【００１６】
本発明のアンテナの他の一例としては、アンテナがその後方に配置されてアンテナの周り方向へ延びる電波反射材を備え、アンテナでは、不平衡給電材の軸線と電波反射材を周り方向に二分する電波反射材の中心線とが一致するとともに、共振用導体のそれら第１自由部が中心線に対して面対称に配置され、グラウンド用導体のそれら第２自由部が中心線に対して面対称に配置されている。
【００１７】
本発明のアンテナの他の一例としては、電波反射材がアンテナの後方を取り囲むようにアンテナの周り方向へ円弧を画いている。
【００１８】
本発明のアンテナの他の一例としては、不平衡給電材の給電部の中心と電波反射材との離間距離がλ／４である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明にかかるアンテナは、給電部とそれに並行する共振用導体とが共振するとともに、無給電部とそれに並行するグラウンド用導体とが共振することで、複数の共振周波数を得ることが可能であり、得られた複数の共振周波数が一方向へ連続して隣り合うとともにそれら共振周波数の一部が重なり合うから、アンテナにおける使用周波数帯域を大幅に広げることができる。アンテナは、それが使用可能な周波数帯域のうちのすべての帯域において電波を送信または受信することができ、広帯域（ワイドバンド）における使用が可能である。アンテナは、給電部と並行する共振用導体の第１自由部の長さ寸法を自由に設定することができるとともに、無給電部と並行するグラウンド用導体管の第２自由部の長さ寸法を自由に設定することができるから、共振用導体の第１自由部の長さ寸法のみを変更することができ、グラウンド用導体の第２自由部の長さ寸法のみを変更することができることはもちろん、それら長さ寸法の両者を変更することができる。このアンテナは、共振用導体の第１自由部の長さ寸法とグラウンド用導体の第２自由部の長さ寸法とのうちの少なくとも一方の長さ寸法を変更することで、その使用周波数帯域を高い方と低い方とのいずれかへ移動させることができ、使用周波数帯域の高低を自由に微調整することができる。
【００２０】
共振用導体のそれら第１自由部が不平衡給電材の軸線に対して面対称の関係にあり、グラウンド用導体のそれら第２自由部が不平衡給電材の軸線に対して面対称の関係にあるアンテナは、給電部と共振用導体のそれら第１自由部とが同帯域の複数の共振周波数で共振するとともに、無給電部とグラウンド用導体のそれら第２自由部とが同帯域の複数の共振周波数で共振することで、複数の共振周波数を得ることが可能であり、得られた複数の共振周波数が一方向へ連続して隣り合うとともにそれら共振周波数の一部が重なり合うから、アンテナにおける使用周波数帯域を大幅に広げることができる。このアンテナは、それが使用可能な周波数帯域のうちのすべての帯域において電波を送信または受信することができ、広帯域（ワイドバンド）における使用が可能である。
【００２１】
共振用導体のそれら第１自由部が軸線方向と交差する方向へ延びる第１交差部分と給電部から径方向外方へ離間して軸線方向前方へ延びる第１離間部分とを有し、不平衡給電材の軸線に対する第１交差部分の傾斜角度が３０〜９０度の範囲にあるアンテナは、不平衡給電材の軸線に対する第１交差部分の傾斜角度をその範囲にすることで、給電部と共振用導体とを確実に共振させることができる。アンテナは、給電部と共振用導体とが共振するとともに、無給電部とグラウンド用導体とが共振することで、複数の共振周波数を得ることが可能であり、得られた複数の共振周波数が一方向へ連続して隣り合うとともにそれら共振周波数の一部が重なり合うから、アンテナにおける使用周波数帯域を大幅に広げることができる。このアンテナは、それが使用可能な周波数帯域のうちのすべての帯域において電波を送信または受信することができ、広帯域（ワイドバンド）における使用が可能である。
【００２２】
不平衡給電材の給電部の中心と共振用導体のそれら第１自由部の第１離間部分との間の最大離間距離が２〜８ｍｍの範囲にあるアンテナは、最大離間距離をその範囲にすることで、給電部と共振用導体との電波の反射効率が最適となり、給電部と共振用導体とを効率よく共振させることができる。アンテナは、給電部と共振用導体とが効率よく共振するとともに、無給電部とグラウンド用導体とが効率よく共振することで、複数の共振周波数を得ることが可能であり、得られた複数の共振周波数が一方向へ連続して隣り合うとともにそれら共振周波数の一部が重なり合うから、アンテナにおける使用周波数帯域を大幅に広げることができる。このアンテナは、それが使用可能な周波数帯域のうちのすべての帯域において電波を送信または受信することができ、広帯域（ワイドバンド）における使用が可能である。
【００２３】
グラウンド用導体のそれら第２自由部が軸線方向と交差する方向へ延びる第２交差部分と不平衡給電材の無給電部から前記径方向外方へ離間して軸線方向後方へ延びる第２離間部分とを有し、不平衡給電材の軸線に対する第２交差部分の傾斜角度が３０〜６０度の範囲にあるアンテナは、不平衡給電材の軸線に対する第２交差部分の傾斜角度をその範囲にすることで、無給電部とグラウンド用導体とを確実に共振させることができる。アンテナは、給電部と共振用導体とが共振するとともに、無給電部とグラウンド用導体とが共振することで、複数の共振周波数を得ることが可能であり、得られた複数の共振周波数が一方向へ連続して隣り合うとともにそれら共振周波数の一部が重なり合うから、アンテナにおける使用周波数帯域を大幅に広げることができる。このアンテナは、それが使用可能な周波数帯域のうちのすべての帯域において電波を送信または受信することができ、広帯域（ワイドバンド）における使用が可能である。
【００２４】
不平衡給電材の無給電部の外周面とグラウンド用導体のそれら第２自由部の第２離間部分との間の最大離間距離が３．５〜１０ｍｍの範囲にあるアンテナは、最大離間距離をその範囲にすることで、無給電部とグラウンド用導体との電波の反射効率が最適となり、無給電部とグラウンド用導体とを効率よく共振させることができる。アンテナは、給電部と共振用導体とが効率よく共振するとともに、無給電部とグラウンド用導体とが効率よく共振することで、複数の共振周波数を得ることが可能であり、得られた複数の共振周波数が一方向へ連続して隣り合うとともにそれら共振周波数の一部が重なり合うから、アンテナにおける使用周波数帯域を大幅に広げることができる。このアンテナは、それが使用可能な周波数帯域のうちのすべての帯域において電波を送信または受信することができ、広帯域（ワイドバンド）における使用が可能である。
【００２５】
不平衡給電材の無給電部の外周面とグラウンド用導体のそれら第２自由部の第２離間部分との間の最大離間距離が不平衡給電材の給電部の中心と共振用導体のそれら第１自由部の第１離間部分との間の最大離間距離よりも大きいアンテナは、給電部と共振用導体との電波の反射効率や無給電部とグラウンド用導体との電波の反射効率が最適となり、給電部と共振用導体とを効率よく共振させることができるとともに、無給電部とグラウンド用導体とを効率よく共振させることができる。アンテナは、給電部と共振用導体とが効率よく共振するとともに、無給電部とグラウンド用導体とが効率よく共振することで、複数の共振周波数を得ることが可能であり、得られた複数の共振周波数が一方向へ連続して隣り合うとともにそれら共振周波数の一部が重なり合うから、アンテナにおける使用周波数帯域を大幅に広げることができる。このアンテナは、それが使用可能な周波数帯域のうちのすべての帯域において電波を送信または受信することができ、広帯域（ワイドバンド）における使用が可能である。
【００２６】
不平衡給電材の給電部が第１導体と第１絶縁体とから形成され、不平衡給電材の無給電部が第１および第２導体と第１および第２絶縁体とのうちの少なくとも第１および第２導体と第１絶縁体とから形成されたアンテナは、給電部とそれに並行する共振用導体とが確実に共振するとともに、無給電部とそれに並行するグラウンド用導体とが確実に共振することで、複数の共振周波数を得ることが可能であり、得られた複数の共振周波数が一方向へ連続して隣り合うとともにそれら共振周波数の一部が重なり合うから、アンテナにおける使用周波数帯域を広げることができ、それが使用可能な周波数帯域のうちのすべての帯域において電波を送信または受信することができる。
【００２７】
不平衡給電材の給電部において第１導体が第１絶縁体から軸線方向外方へ所定長さ露出するアンテナは、給電部と共振用導体との共振点を高い方へ移動させることができ、それによってアンテナの使用周波数帯域を高い方へ移動させることができる。アンテナは、給電部における第１導体の露出長さを変更することで、使用周波数帯域の高低を自由に微調整することができる。アンテナは、給電部とそれに並行する共振用導体とが確実に共振するとともに、無給電部とそれに並行するグラウンド用導体とが確実に共振することで、複数の共振周波数を得ることは可能であり、得られた複数の共振周波数が一方向へ連続して隣り合うとともにそれら共振周波数の一部が重なり合うから、アンテナにおける使用周波数帯域を広げることができ、それが使用可能な周波数帯域のうちのすべての帯域において電波を送信または受信することができる。
【００２８】
不平衡給電材の給電部の延出部分に軸方向へ延びる所定長さの第３絶縁体が固定されたアンテナは、使用周波数帯域内でＶＳＷＲ（電圧定在波比）を低い周波数において最適化することができるとともに、給電部と共振用導体との共振波長を長くすることができ、それによって使用周波数帯域を低い方へ移動させることができる。アンテナは、第１導体に固定する第３絶縁体の長さを変更することで、使用周波数帯域の高低を自由に微調整することができる。アンテナは、給電部とそれに並行する共振用導体とが確実に共振するとともに、無給電部とそれに並行するグラウンド用導体とが確実に共振することで、複数の共振周波数を得ることは可能であり、得られた複数の共振周波数が一方向へ連続して隣り合うとともにそれら共振周波数の一部が重なり合うから、アンテナにおける使用周波数帯域を広げることができ、それが使用可能な周波数帯域のうちのすべての帯域において電波を送信または受信することができる。
【００２９】
アンテナの後方に配置されてその周り方向へ延びる電波反射材を備え、不平衡給電材の軸線が電波反射材の中心線に一致するとともに、共振用導体のそれら第１自由部が中心線に対して対称に配置され、グラウンド用導体のそれら第２自由部が中心線に対して対称に配置されたアンテナは、アンテナにおける使用周波数帯域を広げることができることはもちろん、アンテナから発信された電波が電波反射材によって反射されることで、アンテナから発信された電波のすべてを所定の方向へ発信することができるとともに、所定方向から進入する電波をアンテナ全体で受信することができ、広い使用周波数帯域を有するアンテナに特定方向への指向性を持たせることができる。
【００３０】
電波反射材がアンテナの後方を取り囲むようにアンテナの周り方向へ円弧を画くアンテナは、アンテナの後方へ発信された電波が電波反射材によって確実に反射され、その電波がアンテナの前方へ発信されるから、アンテナから発信された電波のすべてをアンテナの前方へ発信することができるとともに、前方から進入する電波をアンテナ全体で受信することができ、広い使用周波数帯域を有するアンテナに特定方向への指向性を持たせることができる。
【００３１】
不平衡給電材の給電部の中心と電波反射材との離間距離がλ／４であるアンテナは、給電部の中心と電波反射材との離間距離がλ／４にすることで、アンテナから発信された電波が効率よく電波反射材に達し、その電波が反射材によって反射されることで、アンテナから発信された電波のすべてを所定の方向へ発信することができる。また、所定の方向から進入して電波反射材によって反射した電波が効率よくアンテナに達し、アンテナが電波を効率よく受信することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】一例として示すアンテナの斜視図。
【図２】図１の２−２線断面図。
【図３】アンテナの部分拡大図。
【図４】離間距離と使用周波数帯域との相関関係を示す図。
【図５】一例として示す給電部の斜視図。
【図６】ＶＳＷＲ（電圧定在波比）と使用帯域との相関関係を示す図。
【図７】アンテナのインピーダンスを示すスミスチャート。
【図８】アンテナの周り方向において計測した電波強度を示す図。
【図９】アンテナの周り方向において計測した電波強度を示す図。
【図１０】アンテナの使用の一例を示す斜視図。
【図１１】図１０の正面図。
【図１２】図１０の上面図。
【図１３】他の一例として示す給電部の斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
アンテナの一例を示す図１等の添付の図面を参照し、本発明にかかるアンテナの詳細を説明すると、以下のとおりである。なお、図２は、図１の２−２線矢視断面図であり、図３は、アンテナ１０の部分拡大図である。図４は、離間距離と使用周波数帯域との相関関係を示す図である。図１では、軸線方向を矢印Ａ、径方向を矢印Ｂで示すとともに、軸線方向前方を矢印Ａ１で示し、軸線方向後方を矢印Ａ２で示す。図３では、軸線Ｓ１（中心軸線）を点線で示す。アンテナ１０は、不平衡給電材１１（同軸ケーブルまたはセミリジットケーブル）と、共振用導体１２およびグラウンド用導体１３とから形成されている。
【００３４】
不平衡給電材１１は、図２に示すように、第１導体１４（中心金属導体）と、第１導体１４の外周面を包被する第１絶縁体１５と、第１絶縁体１５の外周面を包被する第２導体１６（外側金属導体）とから作られ、軸線方向へ延びている。不平衡給電材１１では、第１導体１４の外周面と第１絶縁体１５の内周面とが固着され、第１絶縁体１５の外周面と第２導体１６の内周面とが固着されている。
【００３５】
不平衡給電材１１は、略λ／４の長さに設定された給電部１７と、給電部１７につながる所定長さ（略λ／４＋２）の無給電部１８とを有する。給電部１７は、第１導体１４と第１絶縁体１５とから形成され、軸線方向へ略直線状に延びている。無給電部１８は、第１導体１４と第１絶縁体１５と第２導体１６とから形成され、給電部１７から軸線方向後方へ略直線状に延びている。
【００３６】
なお、不平衡給電材１１は、第１導体１４や第１絶縁体１５、第２導体１６に加え、第２導体１６の外周面を包被する第２絶縁体（図示せず）を備えていてもよい。この場合、第２導体１６の外周面と第２絶縁体の内周面とが固着され、給電部１７が第１導体１４と第１絶縁体１５とから形成されるとともに、無給電部１８が第１導体１４と第１絶縁体１５と第２導体１６と第２絶縁体とから形成される。第１導体１４や第２導体１６には、アルミニウムや銅等を使用することができ、第１絶縁体１５や第２絶縁体には、熱可塑性合成樹脂（特にプラスチック系の誘電率を有するテフロン（登録商標）樹脂）を使用することができる。
【００３７】
共振用導体１２は、断面円形の軸線方向へ細長い線条であり、導電性金属（アルミニウムや銅等）から作られ、不平衡給電材１１の給電部１７と共振する。なお、共振用導体１２は、軸線方向へ長い板状であってもよい。共振用導体１２は、第１固定部１９と、第１固定部１９につながる一対の第１自由部２０とを有する。第１固定部１９は、不平衡給電材１１（給電材１１における給電部１７と無給電部１８との境界近傍に位置する無給電部１８の第2導体１６）に溶接（半田付け等）（固定手段）によって固定され、不平衡給電材１１に電気的に接続されている。それら第１自由部２０は、給電部１７から不平衡給電材１１の径方向外方へ離間するとともに、給電部１７に並行して第１固定部１９から不平衡給電材１１の軸線方向前方へ延びている。
【００３８】
共振用導体１２のそれら第１自由部２０は、第１固定部１９につながって軸線方向と交差する方向へ延びる第１交差部分２１と、第１交差部分２１につながって給電部１７から不平衡給電材１１の径方向外方へ離間する第１離間部分２２とを有する。図１〜図３において第１交差部分２１は、第１固定部１９から延びていて不平衡給電材１１の軸線Ｓ１（図３参照）に対して末広がりに傾斜している（軸線方向前方へ向かって傾斜している）。第１離間部分２２は、給電部１７に並行（平行）して交差部分２１から軸線方向前方へ延びている。なお、第１離間部分２２は、給電部１７に対して軸線方向前方へ末広がりに傾斜して延びていてもよい。不平衡給電材１１の給電部１７は、共振用導体１２のそれら第１自由部２０と並行して延びる並行部分２３と、並行部分２３につながって共振用導体１２の第１自由部２０から軸線方向前方へ延出する延出部分２４とを有する。
【００３９】
共振用導体１２のそれら第１自由部２０は、不平衡給電材１１の軸線Ｓ１に対して面対称の関係にある。したがって、それら第１自由部２０の断面形状が同一であり、それら第１自由部２０の後記する軸線方向の長さL３が同一である。また、不平衡給電材１１の軸線Ｓ１に対するそれら第１自由部２０の第１交差部分２１の傾斜角度α１が同一であり、不平衡給電材１１の給電部１７の中心（第１導体１４の中心）とそれら第１自由部２０の第１離間部分２２との間の離間距離が同一である。
【００４０】
グラウンド用導体１３は、断面円形の軸線方向へ細長い線条であり、導電性金属（アルミニウムや銅等）から作られ、不平衡給電材１０の無給電部１８と共振する。なお、グラウンド用導体１３は、軸線方向へ長い板状であってもよい。グラウンド用導体管１３は、第２固定部２５と、第２固定部２５につながる一対の第２自由部２６とを有する。第２固定部２５は、不平衡給電材１１（給電材１１における給電部１７と無給電部１８との境界近傍に位置する無給電部１８の第2導体１６）に溶接（半田付け等）（固定手段）によって固定され、不平衡給電材１１に電気的に接続されている。それら第２自由部２６は、無給電部１８から不平衡給電材１１の径方向外方へ離間するとともに、無給電部１８に並行して第２固定部２５から不平衡給電材１１の軸線方向後方へ延びている。
【００４１】
グラウンド用導体１３のそれら第２自由部２６は、第２固定部につながって軸線方向と交差する方向へ延びる第２交差部分２７と、第２交差部分２７につながって無給電部１８から不平衡給電材１１の径方向外方へ離間する第２離間部分２８とを有する。図１〜図３において第２交差部分２７は、第２固定部２５から延びていて不平衡給電材１１の軸線Ｓ１に対して末広がりに傾斜している（軸線方向後方へ向かって傾斜している）。第２離間部分２８は、無給電部１８に並行して交差部分２７から軸線方向後方へ延び、無給電部１８に対して軸線方向後方へ末広がりに傾斜している。
【００４２】
不平衡給電材１１の無給電部１８は、グラウンド用導体１３のそれら第２自由部２６と並行して延びる並行部分２９と、並行部分２９につながってグラウンド用導体１３の第２自由部２６から軸線方向後方へ延出する延出部分３０とを有する。無給電部１８の延出部分３０の後端には、コネクタ３１が取り付けられている。
【００４３】
グラウンド用導体１３のそれら第２自由部２６は、不平衡給電材１１の軸線Ｓ１に対して面対称の関係にある。したがって、それら第２自由部２６の断面形状が同一であり、それら第２自由部２６の後記する軸線方向の長さＬ４が同一である。また、不平衡給電材１１の軸線Ｓ１に対するそれら第２自由部２６の第２交差部分２７の傾斜角度α２が同一であり、不平衡給電材１１の無給電部１８の外周面（第２導体１６の外周面）とそれら第２自由部２６の第２離間部分２８との間の離間距離が同一である。
【００４４】
アンテナ１０では、不平衡給電材１１の給電部１７の中心（第１導体１３の中心）と共振用導体１２のそれら第１自由部２０の第１離間部分２２との間の最大離間距離Ｌ１（図３参照）が２〜８ｍｍの範囲、好ましくは２〜３ｍｍの範囲にある。最大離間距離Ｌ１が２ｍｍ未満では、不平衡給電材１１の給電部１７と共振用導体１２との共振が不十分になり、複数の共振周波数を得ることができず、アンテナ１０において使用可能な周波数帯域を広げることができない。最大離間距離Ｌ１が８ｍｍを超過すると、アンテナ１０における使用可能な周波数帯域が最も広い状態で飽和し、それ以上アンテナ１０の周波数帯域を広げることができないのみならず、最大離間距離Ｌ１を大きくし過ぎると、不平衡給電材１１の給電部１７と共振用導体１２とを共振させることができない場合がある。
【００４５】
アンテナ１０は、図４に示すように、最大離間距離Ｌ１が略０．２ｍｍ（ａ点）から大きくなるにつれて使用周波数帯域が急勾配に広がり、最大離間距離Ｌ１が略８ｍｍ（ｂ点）で使用周波数帯域が最も広い状態となり、最大離間距離Ｌ１がそれ以上大きくなったとしても、アンテナ１０の使用周波数帯域は略一定となる。アンテナ１０は、最大離間距離Ｌ１を２〜８ｍｍの範囲、好ましくは２〜３ｍｍの範囲にすることで、共振用導体１２と給電部１７との電波の反射効率が最適となり、共振用導体１１と給電部１７とを効率よく共振させることができる。
【００４６】
アンテナ１０では、不平衡給電材１１の軸線Ｓ１に対する第１交差部分２１の傾斜角度α１（図３参照）が３０〜９０度の範囲にある、傾斜角度α１が３０度未満または９０度を超過すると、不平衡給電材１１の給電部１７と共振用導体１２との共振が不十分になり、複数の共振周波数を得ることができず、アンテナ１０において使用可能な周波数帯域を広げることができない。アンテナ１０は、傾斜角度α１を３０〜９０度の範囲にすることで、共振用導体１１と給電部１７との電波の反射効率が最適となり、共振用導体１１と給電部１７とを効率よく共振させることができる。
【００４７】
アンテナ１０では、不平衡給電材１１の無給電部１８の外周面（第２導体１６の外周面）とグラウンド用導体１３のそれら第２自由部２６の第２離間部分２８との間の最大離間距離Ｌ２（図３参照）が３．５〜１０ｍｍの範囲にある。なお、最も好ましい最大離間距離Ｌ２は、４ｍｍである。なお、アンテナ１０では、最大離間距離Ｌ２が最大離間距離Ｌ１よりも大きい。
【００４８】
最大離間距離Ｌ２が３．５ｍｍ未満では、不平衡給電材１１の無給電部１８とグラウンド用導体１３との共振が不十分になり、複数の共振周波数を得ることができず、アンテナ１０において使用可能な周波数帯域を広げることができない。最大離間距離Ｌ２が１０ｍｍを超過すると、アンテナ１０における使用可能な周波数帯域が最も広い状態で飽和し、それ以上アンテナ１０の周波数帯域を広げることができないのみならず、最大離間距離Ｌ２を大きくし過ぎると、不平衡給電材１１の無給電部１８とグラウンド用導体１３とを共振させることができない場合がある。
【００４９】
アンテナ１０は、図４に示すように、離間距離Ｌ２が略０．２ｍｍ（ａ点）から大きくなるにつれて使用周波数帯域が急勾配に広がり、離間距離Ｌ２が略１０ｍｍ（ｂ点）で使用周波数帯域が最も広い状態となり、離間距離Ｌ２がそれ以上大きくなったとしても、アンテナ１０の使用周波数帯域は略一定となる。アンテナ１０は、最大離間距離Ｌ２を３．５〜１０ｍｍの範囲、最も好ましくは４ｍｍにすることで、グラウンド用導体１３と無給電部１８との電波の反射効率が最適となり、グラウンド用導体１３と無給電部１８とを効率よく共振させることができる。
【００５０】
アンテナ１０では、不平衡給電材１１の軸線Ｓ１に対する第２交差部分２７の傾斜角度α２（図３参照）が３０〜６０度の範囲にある。傾斜角度α２が３０度未満または６０度を超過すると、不平衡給電材１１の無給電部１８とグラウンド用導体１３との共振が不十分になり、複数の共振周波数を得ることができず、アンテナ１０において使用可能な周波数帯域を広げることができない。アンテナ１０は、傾斜角度α２を３０〜６０度の範囲にすることで、グラウンド用導体１３と無給電部１８との電波の反射効率が最適となり、グラウンド用導体１３と無給電部１８とを効率よく共振させることができる。
【００５１】
アンテナ１０は、最大離間距離Ｌ１，Ｌ２が前記範囲にあり、給電部１７とそれに並行する共振用導体１２とが確実に共振するとともに、無給電部１８とそれに並行するグラウンド用導体１３とが確実に共振することで、複数の共振周波数を得ることは可能であり、それによって複数の共振周波数が一方向へ連続して隣り合うとともにそれら共振周波数の一部が重なり合うから、アンテナ１０における使用周波数帯域を大幅に広げることができる。アンテナ１０は、それが使用可能な周波数帯域のうちのすべての帯域において電波を送信または受信することができ、広帯域（ワイドバンド）における使用が可能である。
【００５２】
アンテナ１０は、不平衡給電材１１の給電部１７に対する共振用導体１２のそれら第１自由部２０の軸方向の長さＬ３（図２参照）や不平衡給電材１１の無給電部１８に対するグラウンド用導体１３のそれら第２自由部２６の軸方向の長さＬ４（図２参照）を自由に設定することができる。アンテナ１０では、給電部１７に対するそれら第１自由部２０の長さＬ３のみを変更することができ、無給電部１８に対するそれら第２自由部２６の長さＬ４のみを変更することができることはもちろん、それら長さＬ３，Ｌ４の両者を変更することができる。
【００５３】
給電部１７に対するそれら第１自由部２０の長さＬ３の変更には、共振用導体１２の第１自由部２０の長さを変更する場合、不平衡給電材１１に対する共振用導体１２の第１固定部１９の固定位置を軸線方向前方または後方へ移動させる場合、または、それらの両者を併用する場合がある。無給電部１８に対するそれら第２自由部２６の長さＬ４の変更には、グラウンド用導体１３の第２自由部２６の長さを変更する場合、不平衡給電材１１に対するグラウンド用導体１３の第２固定部２５の固定位置を軸線方向前方または後方へ移動させる場合、または、それらの両者を併用する場合がある。
【００５４】
アンテナ１０は、給電部１７に対するそれら第１自由部２０の長さＬ３と無給電部１８に対するそれら第２自由部２６の長さＬ４とのうちの少なくとも一方の長さＬ３，Ｌ４を変更することで、その使用周波数帯域を高い方と低い方とへ自由に移動させることができる。たとえば、長さＬ３を図示のそれよりも長くすると、給電部１７と共振用導体１２との共振点が高い方へ移動し、それによってアンテナ１０の使用周波数帯域を高い方へ移動させることができる。逆に長さ寸法Ｌ３を図示のそれよりも短くすると、給電部１７と共振用導体１２との共振の波長が長くなり、アンテナ１０の使用周波数帯域を低い方へ移動させることができる。また、長さＬ４を図示のそれよりも長くすると、無給電部１８とグラウンド用導体１３との共振波長が長くなり、アンテナ１０の使用周波数帯域を低い方へ移動させることができる。逆に長さＬ４を図示のそれよりも短くすると、無給電部１８とグラウンド用導体１３との共振点が高い方へ移動し、それによってアンテナ１０の使用周波数帯域を高い方へ移動させることができる。
【００５５】
図５は、一例として示す給電部１７の斜視図である。図５では、給電部１７および共振用導体１２の一部のみを示し、その他の図示を省略している。給電部１７のうちの共振用導体１２から軸線方向前方へ延出する延出部分２４は、第１導体１４のみから形成された前方部位３２と、第１導体１４と第１絶縁体１５とから形成され後方部位３３とを有する。ゆえに、給電部１７の延出部分２４では、第１導体１４が第１絶縁体１５から軸線方向前方へ所定長さ露出している。なお、この給電部１７を有するアンテナ１０のその他の構成は図１のアンテナ１０のそれらと同一であるから、図１のアンテナ１０の説明を援用することで、このアンテナ１０のその他の構成の説明は省略する。
【００５６】
図５の給電部１７を有するアンテナ１０は、給電部１７の全体が第１導体１４と第１絶縁体１５とから形成された場合と比較し、給電部１７と共振用導体１２との共振点が高い方へ移動する。なお、給電部１７における第１導体１４の露出長さＬ５を大きくすると、共振点の高位への移動を大きくすることができ、給電部１７における第１導体１４の露出長さＬ５を短くすると、共振点の高位への移動を小さくすることができる。
【００５７】
この給電部１７を有するアンテナ１０は、図１に示すアンテナ１０が有する効果に加え、以下の効果を有する。アンテナ１０は、給電部１７において第１導体１４を第１絶縁体１５から所定長さ露出させることで、共振点を微細に高い方へ移動させることができ、それによってアンテナ１０の使用周波数帯域を高い方へ移動させることができる。アンテナ１０は、給電部１７における第１導体１４の露出長さＬ５を変更することで、使用周波数帯域の高低を自由に微調整することができる。
【００５８】
図６は、ＶＳＷＲ（電圧定在波比）と使用帯域との相関関係を示す図であり、図７は、アンテナのインピーダンスを示すスミスチャートである。図８，９は、アンテナの３平面（XY面、ＹＺ面、ＺＸ面）の周り方向において計測した電波強度を示す図である。図８は、ＸＹ面アンテナ特性の周り方向（０°〜３６０°）の電波強度の計測結果を示し、図９は、ＹＺ面またはＺＸ面アンテナ特性の周り方向（０°〜３６０°）の電波強度の計測結果を示す。
【００５９】
アンテナ１０は、図６に示すように、使用周波数が約２．０ＧＨｚ〜約４．０ＧＨｚにおいて反射係数ＶＳＷＲ（電圧定在波比）が２以下であり、低いＶＳＷＲ（電圧定在波比）を維持した状態で、広い使用周波数帯域を持っていることが分かる。また、図７に示すように、アンテナ１０のインピーダンスが５０Ωであり、図８に示すように、ＸＹ面アンテナ特性の周り方向（０°〜３６０°）の電波強度が略真円を画き、図９に示すように、ＹＺ面またはＺＸ面アンテナ特性の周り方向（０°〜３６０°）の電波強度がバタフライ型を画いており、アンテナ１０が良好な無指向性を有していることが分かる。
【００６０】
図１０は、アンテナの使用の一例を示す斜視図であり、図１１は、図１０の正面図である。図１２は、図１０の上面図である。図１１，１２では、縦方向を矢印Ｃで示し（図１１のみ）、周り方向を矢印Ｄで示すとともに（図１２のみ）、前後方向Ｅを矢印で示す（図１２のみ）。また、図１０，１２では、前後方向前方を矢印Ｅ１で示し、前後方向後方を矢印Ｅ２で示す（図１２のみ）。図１１では、中心線Ｓ２を一点鎖線で示す。
【００６１】
アンテナ１０は、その使用例として電波反射材３４を備えている。電波反射材３４は、アンテナ１０の後方に配置されている。電波反射材３４は、導電性金属（アルミニウムや銅、メッキ等）から作られ、アンテナ１０から発信された電波を反射する。電波反射材３４は、図１０，１２に示すように、半円形に成形され、アンテナ１０の周り方向へ円弧（正円）を画いている。アンテナ１０では、不平衡給電材１１の給電部１７の中心と電波反射材３４との離間距離Ｌ５がλ／４に設定されている。
【００６２】
電波反射材３４は、その縦方向の長さがアンテナ１０の不平衡給電材１１（コネクタ３１は含まない）の軸方向の長さと略同一であり、アンテナ１０の後面側の全域を取り囲んでいる。なお、電波反射材３４は、半円形に限らず、その円周の長さを自由に設定することができる。また、アンテナ１０を取り囲むようにその周り方向へ延びていればよく、必ずしも正円を画く必要はなく、半楕円形やＶ形であってもよい。
【００６３】
このアンテナ１０の使用例では、不平衡給電材１１の軸線Ｓ１（図３参照）と電波反射材３４を周り方向に二分する反射材３４の中心線Ｓ２とが一致するとともに、給電材１１の軸線Ｓ１が反射材３４を正円としたときのその中心点に位置するように、電波反射材３４に対してアンテナ１０が配置されている。また、共振用導体１２のそれら第１自由部２０が中心線Ｓ２に対して面対称に配置され、グラウンド用導体１２のそれら第２自由部２６が中心線Ｓ２に対して面対称に配置されている。アンテナ１０は、図１２に矢印Ｅ１，Ｅ２で示すように、その後面側から前後方向後方へ発信された電波が電波反射材３４によって反射され、反射された電波とその前面側から発信された電波とが前後方向前方へ向かって発信される。
【００６４】
アンテナ１０は、離間距離Ｌ５がλ／４に設定されているが、図１２に示すように、不平衡給電材１１の軸線Ｓ１と電波反射材３４の中心線Ｓ２とを結ぶ移動線Ｓ３上を移動させることができる。それによって、アンテナ１０の放射利得と共振周波数とを自由に微調整することができる。
【００６５】
このアンテナ１０は、その使用周波数帯域を広げることができることはもちろん、アンテナ１０の後方へ発信された電波が電波反射材３４によって反射され、その電波が前後方向前方へ発信されるから、アンテナ１０から発信された電波のすべてを前後方向前方（所定の方向）へ発信することができるとともに、前後方向前方（所定の方向）から進入する電波をアンテナ全体で受信することができ、広い使用周波数帯域を有するアンテナ１０に前後方向前方（特定方向）への指向性を持たせることができる。
【００６６】
離間距離Ｌ５がλ／４に設定されたアンテナ１０は、アンテナ１０から発信された電波が効率よく電波反射材３４に達し、その電波が反射材３４によって反射されることで、アンテナ１０から発信された電波のすべてを前後方向前方（所定の方向）へ発信することができる。また、前後方向前方（所定の方向）から進入して電波反射材３４によって反射した電波が効率よくアンテナ１０に達し、アンテナ１０が電波を効率よく受信することができる。
【００６７】
図１３は、他の一例として示す給電部１７の斜視図である。図１３では、給電部１７および共振用導体１２の一部のみを示し、その他の図示を省略している。不平衡給電材１１の給電部１７の延出部分２４には、軸方向へ延びる所定長さの第３絶縁体３５が固定されている。第３絶縁体３５は、不平衡給電材１１と同様に、その断面形状が円形に成型されているが、断面形状は円形に限定されず、四角形や多角形等であってもよい。第３絶縁体３５には、熱可塑性合成樹脂（特にプラスチック系の誘電率を有するテフロン（登録商標）樹脂）を使用することができる。なお、第３絶縁体３５が固定されたアンテナ１０のその他の構成は図１のアンテナ１０のそれらと同一であるから、図１のアンテナ１０の説明を援用することで、このアンテナ１０のその他の構成の説明は省略する。
【００６８】
給電部１７の延出部分２４に図１３の第３絶縁体３５が固定されたアンテナ１０は、それが取り付けられていない場合と比較し、給電部１７と共振用導体１２との共振波長が長くなる。なお、延出部分２４に固定する第３絶縁体３５の長さＬ６を大きくすると、共振波長の長さをより長くすることができ、延出部分２４に固定する第３絶縁体３５の長さＬ６を短くすると、共振波長の長さを短くすることができる。逆に、第３絶縁体３５の長さＬ６を長くすると、共振波長の長さを長くすることができる。
【００６９】
第３絶縁体３５が固定されたアンテナ１０は、図１のアンテナ１０が有する効果に加え、以下の効果を有する。アンテナ１０は、給電部１７の延出部分２４に第３絶縁体３５を固定することで、給電部１７と共振用導体１２との共振波長を長くすることができ、それによって使用周波数帯域内において低い周波数部分のＶＳＷＲを最適化することができる。アンテナ１０は、第３絶縁体３５の長さＬ６を変更することで、使用周波数帯域のＶＳＷＲを自由に微調整することができる。
【符号の説明】
【００７０】
１０ アンテナ
１１ 不平衡給電材
１２ 共振用導体
１３ グラウンド用導体
１４ 第１導体
１５ 第１絶縁体
１６ 第２導体
１７ 給電部
１８ 無給電部
１９ 第１固定部
２０ 第１自由部
２１ 第１交差部分
２２ 第１離間部分
２３ 並行部分
２４ 延出部分
２５ 第２固定部
２６ 第２自由部
２７ 第２交差部分
２８ 第２離間部分
２９ 並行部分
３０ 延出部分
３４ 電波反射材
３５ 第３絶縁体
Ｌ１ 最大離間距離
Ｌ２ 最大離間距離
Ｌ３ 長さ
Ｌ４ 長さ
Ｌ５ 露出長さ
Ｌ６ 長さ
α１ 傾斜角度
α２ 傾斜角度
【技術分野】
【０００１】
本発明は、不平衡給電材と共振用導体およびグラウンド用導体とを備えたアンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
所定長さの第１導波部と、第１導波部につながる所定長さの第２導波部とを備え、第１導波部が同軸ケーブルの芯線と芯線を包被する第１絶縁体とから形成され、第２導波部が同軸ケーブルの第２絶縁体に固定された第１導体管とその第１導体管に摺動可能に取り付けられた第２導体管とから形成されたアンテナがある（特許文献１参照）。このアンテナは、第１導体管に対して第２導体管をそれらの長さ方向へ移動させることで、通信周波数におけるアンテナの効率が高くなるように第２導波部の長さを調節することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１００９２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記特許文献１に開示のアンテナは、第２導体管をその長さ方向へ移動させることで、共振周波数を変えることができるが、その使用周波数帯域（比周波数帯域）がアンテナとして使用可能な周波数帯域のうちの１０％程度をカバーしているに過ぎず、使用周波数帯域を広げることが難しく、広帯域（ワイドバンド）における使用ができない。また、このアンテナは、その使用周波数帯域を高い方へ移動させることができない。
【０００５】
本発明の目的は、広い周波数帯域において電波を送受信することができ、使用周波数帯域の高低を自由に微調整することができるアンテナを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するための本発明にかかるアンテナは、所定長さの給電部およびその給電部につながる所定長さの無給電部を有する不平衡給電材と、不平衡給電材の給電部と共振する共振用導体と、不平衡給電材の無給電部と共振するグラウンド用導体とから形成され、共振用導体が、不平衡給電材に固定手段を介して電気的に接続された第１固定部と、第１固定部につながって不平衡給電材の径方向外方へ離間するとともに、給電部に並行して不平衡給電材の軸線方向前方へ延びる一対の第１自由部とを有し、グラウンド用導体が、不平衡給電材に固定手段を介して電気的に接続された第２固定部と、第２固定部につながって不平衡給電材の径方向外方へ離間するとともに、無給電部に並行して軸線方向後方へ延びる一対の第２自由部とを有し、不平衡給電材の給電部が、共振用導体の第１自由部と並行する並行部分と、並行部分につながって共振用導体の第１自由部から軸線方向前方へ延出する延出部分とを有する。
【０００７】
本発明のアンテナの一例としては、共振用導体のそれら第１自由部が不平衡給電材の軸線に対して面対称の関係にあり、グラウンド用導体のそれら第２自由部が不平衡給電材の軸線に対して面対称の関係にある。
【０００８】
本発明のアンテナの他の一例としては、共振用導体のそれら第１自由部が、第１固定部につながって軸線方向と交差する方向へ延びる第１交差部分と、第１交差部分につながって不平衡給電材の給電部から径方向外方へ離間し、給電部に並行して軸線方向前方へ延びる第１離間部分とを有し、不平衡給電材の軸線に対する第１交差部分の傾斜角度が３０〜９０度の範囲にある。
【０００９】
本発明のアンテナの他の一例としては、不平衡給電材の給電部の中心と共振用導体のそれら第１自由部の第１離間部分との間の最大離間距離が２〜８ｍｍの範囲にある。
【００１０】
本発明のアンテナの他の一例としては、グラウンド用導体のそれら第２自由部が、第２固定部につながって軸線方向と交差する方向へ延びる第２交差部分と、第２交差部分につながって不平衡給電材の無給電部から径方向外方へ離間し、無給電部に並行して軸線方向後方へ延びる第２離間部分とを有し、不平衡給電材の軸線に対する第２交差部分の傾斜角度が３０〜６０度の範囲にある。
【００１１】
本発明のアンテナの他の一例としては、不平衡給電材の無給電部の外周面とグラウンド用導体のそれら第２自由部の第２離間部分との間の最大離間距離が３．５〜１０ｍｍの範囲にある。
【００１２】
本発明のアンテナの他の一例としては、不平衡給電材の無給電部の外周面とグラウンド用導体のそれら第２自由部の第２離間部分との間の最大離間距離が不平衡給電材の給電部の中心と共振用導体のそれら第１自由部の第１離間部分との間の最大離間距離よりも大きい。
【００１３】
本発明のアンテナの他の一例としては、不平衡給電材が、第１導体と、第１導体の外周面を包被する第１絶縁体と、第１絶縁体の外周面を包被する第２導体と、第２導体の外周面を包被する第２絶縁体とのうちの少なくとも第１および第２導体と第１絶縁体とから作られ、不平衡給電材の給電部が第１導体と第１絶縁体とから形成され、不平衡給電材の無給電部が第１および第２導体と第１および第２絶縁体とのうちの少なくとも第１および第２導体と第１絶縁体とから形成されている。
【００１４】
本発明のアンテナの他の一例として、不平衡給電材の給電部では、第１導体が第１絶縁体から軸線方向前方へ所定長さ露出している。
【００１５】
本発明のアンテナの他の一例として、不平衡給電材の給電部の延出部分には、軸方向へ延びる所定長さの第３絶縁体が固定されている。
【００１６】
本発明のアンテナの他の一例としては、アンテナがその後方に配置されてアンテナの周り方向へ延びる電波反射材を備え、アンテナでは、不平衡給電材の軸線と電波反射材を周り方向に二分する電波反射材の中心線とが一致するとともに、共振用導体のそれら第１自由部が中心線に対して面対称に配置され、グラウンド用導体のそれら第２自由部が中心線に対して面対称に配置されている。
【００１７】
本発明のアンテナの他の一例としては、電波反射材がアンテナの後方を取り囲むようにアンテナの周り方向へ円弧を画いている。
【００１８】
本発明のアンテナの他の一例としては、不平衡給電材の給電部の中心と電波反射材との離間距離がλ／４である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明にかかるアンテナは、給電部とそれに並行する共振用導体とが共振するとともに、無給電部とそれに並行するグラウンド用導体とが共振することで、複数の共振周波数を得ることが可能であり、得られた複数の共振周波数が一方向へ連続して隣り合うとともにそれら共振周波数の一部が重なり合うから、アンテナにおける使用周波数帯域を大幅に広げることができる。アンテナは、それが使用可能な周波数帯域のうちのすべての帯域において電波を送信または受信することができ、広帯域（ワイドバンド）における使用が可能である。アンテナは、給電部と並行する共振用導体の第１自由部の長さ寸法を自由に設定することができるとともに、無給電部と並行するグラウンド用導体管の第２自由部の長さ寸法を自由に設定することができるから、共振用導体の第１自由部の長さ寸法のみを変更することができ、グラウンド用導体の第２自由部の長さ寸法のみを変更することができることはもちろん、それら長さ寸法の両者を変更することができる。このアンテナは、共振用導体の第１自由部の長さ寸法とグラウンド用導体の第２自由部の長さ寸法とのうちの少なくとも一方の長さ寸法を変更することで、その使用周波数帯域を高い方と低い方とのいずれかへ移動させることができ、使用周波数帯域の高低を自由に微調整することができる。
【００２０】
共振用導体のそれら第１自由部が不平衡給電材の軸線に対して面対称の関係にあり、グラウンド用導体のそれら第２自由部が不平衡給電材の軸線に対して面対称の関係にあるアンテナは、給電部と共振用導体のそれら第１自由部とが同帯域の複数の共振周波数で共振するとともに、無給電部とグラウンド用導体のそれら第２自由部とが同帯域の複数の共振周波数で共振することで、複数の共振周波数を得ることが可能であり、得られた複数の共振周波数が一方向へ連続して隣り合うとともにそれら共振周波数の一部が重なり合うから、アンテナにおける使用周波数帯域を大幅に広げることができる。このアンテナは、それが使用可能な周波数帯域のうちのすべての帯域において電波を送信または受信することができ、広帯域（ワイドバンド）における使用が可能である。
【００２１】
共振用導体のそれら第１自由部が軸線方向と交差する方向へ延びる第１交差部分と給電部から径方向外方へ離間して軸線方向前方へ延びる第１離間部分とを有し、不平衡給電材の軸線に対する第１交差部分の傾斜角度が３０〜９０度の範囲にあるアンテナは、不平衡給電材の軸線に対する第１交差部分の傾斜角度をその範囲にすることで、給電部と共振用導体とを確実に共振させることができる。アンテナは、給電部と共振用導体とが共振するとともに、無給電部とグラウンド用導体とが共振することで、複数の共振周波数を得ることが可能であり、得られた複数の共振周波数が一方向へ連続して隣り合うとともにそれら共振周波数の一部が重なり合うから、アンテナにおける使用周波数帯域を大幅に広げることができる。このアンテナは、それが使用可能な周波数帯域のうちのすべての帯域において電波を送信または受信することができ、広帯域（ワイドバンド）における使用が可能である。
【００２２】
不平衡給電材の給電部の中心と共振用導体のそれら第１自由部の第１離間部分との間の最大離間距離が２〜８ｍｍの範囲にあるアンテナは、最大離間距離をその範囲にすることで、給電部と共振用導体との電波の反射効率が最適となり、給電部と共振用導体とを効率よく共振させることができる。アンテナは、給電部と共振用導体とが効率よく共振するとともに、無給電部とグラウンド用導体とが効率よく共振することで、複数の共振周波数を得ることが可能であり、得られた複数の共振周波数が一方向へ連続して隣り合うとともにそれら共振周波数の一部が重なり合うから、アンテナにおける使用周波数帯域を大幅に広げることができる。このアンテナは、それが使用可能な周波数帯域のうちのすべての帯域において電波を送信または受信することができ、広帯域（ワイドバンド）における使用が可能である。
【００２３】
グラウンド用導体のそれら第２自由部が軸線方向と交差する方向へ延びる第２交差部分と不平衡給電材の無給電部から前記径方向外方へ離間して軸線方向後方へ延びる第２離間部分とを有し、不平衡給電材の軸線に対する第２交差部分の傾斜角度が３０〜６０度の範囲にあるアンテナは、不平衡給電材の軸線に対する第２交差部分の傾斜角度をその範囲にすることで、無給電部とグラウンド用導体とを確実に共振させることができる。アンテナは、給電部と共振用導体とが共振するとともに、無給電部とグラウンド用導体とが共振することで、複数の共振周波数を得ることが可能であり、得られた複数の共振周波数が一方向へ連続して隣り合うとともにそれら共振周波数の一部が重なり合うから、アンテナにおける使用周波数帯域を大幅に広げることができる。このアンテナは、それが使用可能な周波数帯域のうちのすべての帯域において電波を送信または受信することができ、広帯域（ワイドバンド）における使用が可能である。
【００２４】
不平衡給電材の無給電部の外周面とグラウンド用導体のそれら第２自由部の第２離間部分との間の最大離間距離が３．５〜１０ｍｍの範囲にあるアンテナは、最大離間距離をその範囲にすることで、無給電部とグラウンド用導体との電波の反射効率が最適となり、無給電部とグラウンド用導体とを効率よく共振させることができる。アンテナは、給電部と共振用導体とが効率よく共振するとともに、無給電部とグラウンド用導体とが効率よく共振することで、複数の共振周波数を得ることが可能であり、得られた複数の共振周波数が一方向へ連続して隣り合うとともにそれら共振周波数の一部が重なり合うから、アンテナにおける使用周波数帯域を大幅に広げることができる。このアンテナは、それが使用可能な周波数帯域のうちのすべての帯域において電波を送信または受信することができ、広帯域（ワイドバンド）における使用が可能である。
【００２５】
不平衡給電材の無給電部の外周面とグラウンド用導体のそれら第２自由部の第２離間部分との間の最大離間距離が不平衡給電材の給電部の中心と共振用導体のそれら第１自由部の第１離間部分との間の最大離間距離よりも大きいアンテナは、給電部と共振用導体との電波の反射効率や無給電部とグラウンド用導体との電波の反射効率が最適となり、給電部と共振用導体とを効率よく共振させることができるとともに、無給電部とグラウンド用導体とを効率よく共振させることができる。アンテナは、給電部と共振用導体とが効率よく共振するとともに、無給電部とグラウンド用導体とが効率よく共振することで、複数の共振周波数を得ることが可能であり、得られた複数の共振周波数が一方向へ連続して隣り合うとともにそれら共振周波数の一部が重なり合うから、アンテナにおける使用周波数帯域を大幅に広げることができる。このアンテナは、それが使用可能な周波数帯域のうちのすべての帯域において電波を送信または受信することができ、広帯域（ワイドバンド）における使用が可能である。
【００２６】
不平衡給電材の給電部が第１導体と第１絶縁体とから形成され、不平衡給電材の無給電部が第１および第２導体と第１および第２絶縁体とのうちの少なくとも第１および第２導体と第１絶縁体とから形成されたアンテナは、給電部とそれに並行する共振用導体とが確実に共振するとともに、無給電部とそれに並行するグラウンド用導体とが確実に共振することで、複数の共振周波数を得ることが可能であり、得られた複数の共振周波数が一方向へ連続して隣り合うとともにそれら共振周波数の一部が重なり合うから、アンテナにおける使用周波数帯域を広げることができ、それが使用可能な周波数帯域のうちのすべての帯域において電波を送信または受信することができる。
【００２７】
不平衡給電材の給電部において第１導体が第１絶縁体から軸線方向外方へ所定長さ露出するアンテナは、給電部と共振用導体との共振点を高い方へ移動させることができ、それによってアンテナの使用周波数帯域を高い方へ移動させることができる。アンテナは、給電部における第１導体の露出長さを変更することで、使用周波数帯域の高低を自由に微調整することができる。アンテナは、給電部とそれに並行する共振用導体とが確実に共振するとともに、無給電部とそれに並行するグラウンド用導体とが確実に共振することで、複数の共振周波数を得ることは可能であり、得られた複数の共振周波数が一方向へ連続して隣り合うとともにそれら共振周波数の一部が重なり合うから、アンテナにおける使用周波数帯域を広げることができ、それが使用可能な周波数帯域のうちのすべての帯域において電波を送信または受信することができる。
【００２８】
不平衡給電材の給電部の延出部分に軸方向へ延びる所定長さの第３絶縁体が固定されたアンテナは、使用周波数帯域内でＶＳＷＲ（電圧定在波比）を低い周波数において最適化することができるとともに、給電部と共振用導体との共振波長を長くすることができ、それによって使用周波数帯域を低い方へ移動させることができる。アンテナは、第１導体に固定する第３絶縁体の長さを変更することで、使用周波数帯域の高低を自由に微調整することができる。アンテナは、給電部とそれに並行する共振用導体とが確実に共振するとともに、無給電部とそれに並行するグラウンド用導体とが確実に共振することで、複数の共振周波数を得ることは可能であり、得られた複数の共振周波数が一方向へ連続して隣り合うとともにそれら共振周波数の一部が重なり合うから、アンテナにおける使用周波数帯域を広げることができ、それが使用可能な周波数帯域のうちのすべての帯域において電波を送信または受信することができる。
【００２９】
アンテナの後方に配置されてその周り方向へ延びる電波反射材を備え、不平衡給電材の軸線が電波反射材の中心線に一致するとともに、共振用導体のそれら第１自由部が中心線に対して対称に配置され、グラウンド用導体のそれら第２自由部が中心線に対して対称に配置されたアンテナは、アンテナにおける使用周波数帯域を広げることができることはもちろん、アンテナから発信された電波が電波反射材によって反射されることで、アンテナから発信された電波のすべてを所定の方向へ発信することができるとともに、所定方向から進入する電波をアンテナ全体で受信することができ、広い使用周波数帯域を有するアンテナに特定方向への指向性を持たせることができる。
【００３０】
電波反射材がアンテナの後方を取り囲むようにアンテナの周り方向へ円弧を画くアンテナは、アンテナの後方へ発信された電波が電波反射材によって確実に反射され、その電波がアンテナの前方へ発信されるから、アンテナから発信された電波のすべてをアンテナの前方へ発信することができるとともに、前方から進入する電波をアンテナ全体で受信することができ、広い使用周波数帯域を有するアンテナに特定方向への指向性を持たせることができる。
【００３１】
不平衡給電材の給電部の中心と電波反射材との離間距離がλ／４であるアンテナは、給電部の中心と電波反射材との離間距離がλ／４にすることで、アンテナから発信された電波が効率よく電波反射材に達し、その電波が反射材によって反射されることで、アンテナから発信された電波のすべてを所定の方向へ発信することができる。また、所定の方向から進入して電波反射材によって反射した電波が効率よくアンテナに達し、アンテナが電波を効率よく受信することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】一例として示すアンテナの斜視図。
【図２】図１の２−２線断面図。
【図３】アンテナの部分拡大図。
【図４】離間距離と使用周波数帯域との相関関係を示す図。
【図５】一例として示す給電部の斜視図。
【図６】ＶＳＷＲ（電圧定在波比）と使用帯域との相関関係を示す図。
【図７】アンテナのインピーダンスを示すスミスチャート。
【図８】アンテナの周り方向において計測した電波強度を示す図。
【図９】アンテナの周り方向において計測した電波強度を示す図。
【図１０】アンテナの使用の一例を示す斜視図。
【図１１】図１０の正面図。
【図１２】図１０の上面図。
【図１３】他の一例として示す給電部の斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
アンテナの一例を示す図１等の添付の図面を参照し、本発明にかかるアンテナの詳細を説明すると、以下のとおりである。なお、図２は、図１の２−２線矢視断面図であり、図３は、アンテナ１０の部分拡大図である。図４は、離間距離と使用周波数帯域との相関関係を示す図である。図１では、軸線方向を矢印Ａ、径方向を矢印Ｂで示すとともに、軸線方向前方を矢印Ａ１で示し、軸線方向後方を矢印Ａ２で示す。図３では、軸線Ｓ１（中心軸線）を点線で示す。アンテナ１０は、不平衡給電材１１（同軸ケーブルまたはセミリジットケーブル）と、共振用導体１２およびグラウンド用導体１３とから形成されている。
【００３４】
不平衡給電材１１は、図２に示すように、第１導体１４（中心金属導体）と、第１導体１４の外周面を包被する第１絶縁体１５と、第１絶縁体１５の外周面を包被する第２導体１６（外側金属導体）とから作られ、軸線方向へ延びている。不平衡給電材１１では、第１導体１４の外周面と第１絶縁体１５の内周面とが固着され、第１絶縁体１５の外周面と第２導体１６の内周面とが固着されている。
【００３５】
不平衡給電材１１は、略λ／４の長さに設定された給電部１７と、給電部１７につながる所定長さ（略λ／４＋２）の無給電部１８とを有する。給電部１７は、第１導体１４と第１絶縁体１５とから形成され、軸線方向へ略直線状に延びている。無給電部１８は、第１導体１４と第１絶縁体１５と第２導体１６とから形成され、給電部１７から軸線方向後方へ略直線状に延びている。
【００３６】
なお、不平衡給電材１１は、第１導体１４や第１絶縁体１５、第２導体１６に加え、第２導体１６の外周面を包被する第２絶縁体（図示せず）を備えていてもよい。この場合、第２導体１６の外周面と第２絶縁体の内周面とが固着され、給電部１７が第１導体１４と第１絶縁体１５とから形成されるとともに、無給電部１８が第１導体１４と第１絶縁体１５と第２導体１６と第２絶縁体とから形成される。第１導体１４や第２導体１６には、アルミニウムや銅等を使用することができ、第１絶縁体１５や第２絶縁体には、熱可塑性合成樹脂（特にプラスチック系の誘電率を有するテフロン（登録商標）樹脂）を使用することができる。
【００３７】
共振用導体１２は、断面円形の軸線方向へ細長い線条であり、導電性金属（アルミニウムや銅等）から作られ、不平衡給電材１１の給電部１７と共振する。なお、共振用導体１２は、軸線方向へ長い板状であってもよい。共振用導体１２は、第１固定部１９と、第１固定部１９につながる一対の第１自由部２０とを有する。第１固定部１９は、不平衡給電材１１（給電材１１における給電部１７と無給電部１８との境界近傍に位置する無給電部１８の第2導体１６）に溶接（半田付け等）（固定手段）によって固定され、不平衡給電材１１に電気的に接続されている。それら第１自由部２０は、給電部１７から不平衡給電材１１の径方向外方へ離間するとともに、給電部１７に並行して第１固定部１９から不平衡給電材１１の軸線方向前方へ延びている。
【００３８】
共振用導体１２のそれら第１自由部２０は、第１固定部１９につながって軸線方向と交差する方向へ延びる第１交差部分２１と、第１交差部分２１につながって給電部１７から不平衡給電材１１の径方向外方へ離間する第１離間部分２２とを有する。図１〜図３において第１交差部分２１は、第１固定部１９から延びていて不平衡給電材１１の軸線Ｓ１（図３参照）に対して末広がりに傾斜している（軸線方向前方へ向かって傾斜している）。第１離間部分２２は、給電部１７に並行（平行）して交差部分２１から軸線方向前方へ延びている。なお、第１離間部分２２は、給電部１７に対して軸線方向前方へ末広がりに傾斜して延びていてもよい。不平衡給電材１１の給電部１７は、共振用導体１２のそれら第１自由部２０と並行して延びる並行部分２３と、並行部分２３につながって共振用導体１２の第１自由部２０から軸線方向前方へ延出する延出部分２４とを有する。
【００３９】
共振用導体１２のそれら第１自由部２０は、不平衡給電材１１の軸線Ｓ１に対して面対称の関係にある。したがって、それら第１自由部２０の断面形状が同一であり、それら第１自由部２０の後記する軸線方向の長さL３が同一である。また、不平衡給電材１１の軸線Ｓ１に対するそれら第１自由部２０の第１交差部分２１の傾斜角度α１が同一であり、不平衡給電材１１の給電部１７の中心（第１導体１４の中心）とそれら第１自由部２０の第１離間部分２２との間の離間距離が同一である。
【００４０】
グラウンド用導体１３は、断面円形の軸線方向へ細長い線条であり、導電性金属（アルミニウムや銅等）から作られ、不平衡給電材１０の無給電部１８と共振する。なお、グラウンド用導体１３は、軸線方向へ長い板状であってもよい。グラウンド用導体管１３は、第２固定部２５と、第２固定部２５につながる一対の第２自由部２６とを有する。第２固定部２５は、不平衡給電材１１（給電材１１における給電部１７と無給電部１８との境界近傍に位置する無給電部１８の第2導体１６）に溶接（半田付け等）（固定手段）によって固定され、不平衡給電材１１に電気的に接続されている。それら第２自由部２６は、無給電部１８から不平衡給電材１１の径方向外方へ離間するとともに、無給電部１８に並行して第２固定部２５から不平衡給電材１１の軸線方向後方へ延びている。
【００４１】
グラウンド用導体１３のそれら第２自由部２６は、第２固定部につながって軸線方向と交差する方向へ延びる第２交差部分２７と、第２交差部分２７につながって無給電部１８から不平衡給電材１１の径方向外方へ離間する第２離間部分２８とを有する。図１〜図３において第２交差部分２７は、第２固定部２５から延びていて不平衡給電材１１の軸線Ｓ１に対して末広がりに傾斜している（軸線方向後方へ向かって傾斜している）。第２離間部分２８は、無給電部１８に並行して交差部分２７から軸線方向後方へ延び、無給電部１８に対して軸線方向後方へ末広がりに傾斜している。
【００４２】
不平衡給電材１１の無給電部１８は、グラウンド用導体１３のそれら第２自由部２６と並行して延びる並行部分２９と、並行部分２９につながってグラウンド用導体１３の第２自由部２６から軸線方向後方へ延出する延出部分３０とを有する。無給電部１８の延出部分３０の後端には、コネクタ３１が取り付けられている。
【００４３】
グラウンド用導体１３のそれら第２自由部２６は、不平衡給電材１１の軸線Ｓ１に対して面対称の関係にある。したがって、それら第２自由部２６の断面形状が同一であり、それら第２自由部２６の後記する軸線方向の長さＬ４が同一である。また、不平衡給電材１１の軸線Ｓ１に対するそれら第２自由部２６の第２交差部分２７の傾斜角度α２が同一であり、不平衡給電材１１の無給電部１８の外周面（第２導体１６の外周面）とそれら第２自由部２６の第２離間部分２８との間の離間距離が同一である。
【００４４】
アンテナ１０では、不平衡給電材１１の給電部１７の中心（第１導体１３の中心）と共振用導体１２のそれら第１自由部２０の第１離間部分２２との間の最大離間距離Ｌ１（図３参照）が２〜８ｍｍの範囲、好ましくは２〜３ｍｍの範囲にある。最大離間距離Ｌ１が２ｍｍ未満では、不平衡給電材１１の給電部１７と共振用導体１２との共振が不十分になり、複数の共振周波数を得ることができず、アンテナ１０において使用可能な周波数帯域を広げることができない。最大離間距離Ｌ１が８ｍｍを超過すると、アンテナ１０における使用可能な周波数帯域が最も広い状態で飽和し、それ以上アンテナ１０の周波数帯域を広げることができないのみならず、最大離間距離Ｌ１を大きくし過ぎると、不平衡給電材１１の給電部１７と共振用導体１２とを共振させることができない場合がある。
【００４５】
アンテナ１０は、図４に示すように、最大離間距離Ｌ１が略０．２ｍｍ（ａ点）から大きくなるにつれて使用周波数帯域が急勾配に広がり、最大離間距離Ｌ１が略８ｍｍ（ｂ点）で使用周波数帯域が最も広い状態となり、最大離間距離Ｌ１がそれ以上大きくなったとしても、アンテナ１０の使用周波数帯域は略一定となる。アンテナ１０は、最大離間距離Ｌ１を２〜８ｍｍの範囲、好ましくは２〜３ｍｍの範囲にすることで、共振用導体１２と給電部１７との電波の反射効率が最適となり、共振用導体１１と給電部１７とを効率よく共振させることができる。
【００４６】
アンテナ１０では、不平衡給電材１１の軸線Ｓ１に対する第１交差部分２１の傾斜角度α１（図３参照）が３０〜９０度の範囲にある、傾斜角度α１が３０度未満または９０度を超過すると、不平衡給電材１１の給電部１７と共振用導体１２との共振が不十分になり、複数の共振周波数を得ることができず、アンテナ１０において使用可能な周波数帯域を広げることができない。アンテナ１０は、傾斜角度α１を３０〜９０度の範囲にすることで、共振用導体１１と給電部１７との電波の反射効率が最適となり、共振用導体１１と給電部１７とを効率よく共振させることができる。
【００４７】
アンテナ１０では、不平衡給電材１１の無給電部１８の外周面（第２導体１６の外周面）とグラウンド用導体１３のそれら第２自由部２６の第２離間部分２８との間の最大離間距離Ｌ２（図３参照）が３．５〜１０ｍｍの範囲にある。なお、最も好ましい最大離間距離Ｌ２は、４ｍｍである。なお、アンテナ１０では、最大離間距離Ｌ２が最大離間距離Ｌ１よりも大きい。
【００４８】
最大離間距離Ｌ２が３．５ｍｍ未満では、不平衡給電材１１の無給電部１８とグラウンド用導体１３との共振が不十分になり、複数の共振周波数を得ることができず、アンテナ１０において使用可能な周波数帯域を広げることができない。最大離間距離Ｌ２が１０ｍｍを超過すると、アンテナ１０における使用可能な周波数帯域が最も広い状態で飽和し、それ以上アンテナ１０の周波数帯域を広げることができないのみならず、最大離間距離Ｌ２を大きくし過ぎると、不平衡給電材１１の無給電部１８とグラウンド用導体１３とを共振させることができない場合がある。
【００４９】
アンテナ１０は、図４に示すように、離間距離Ｌ２が略０．２ｍｍ（ａ点）から大きくなるにつれて使用周波数帯域が急勾配に広がり、離間距離Ｌ２が略１０ｍｍ（ｂ点）で使用周波数帯域が最も広い状態となり、離間距離Ｌ２がそれ以上大きくなったとしても、アンテナ１０の使用周波数帯域は略一定となる。アンテナ１０は、最大離間距離Ｌ２を３．５〜１０ｍｍの範囲、最も好ましくは４ｍｍにすることで、グラウンド用導体１３と無給電部１８との電波の反射効率が最適となり、グラウンド用導体１３と無給電部１８とを効率よく共振させることができる。
【００５０】
アンテナ１０では、不平衡給電材１１の軸線Ｓ１に対する第２交差部分２７の傾斜角度α２（図３参照）が３０〜６０度の範囲にある。傾斜角度α２が３０度未満または６０度を超過すると、不平衡給電材１１の無給電部１８とグラウンド用導体１３との共振が不十分になり、複数の共振周波数を得ることができず、アンテナ１０において使用可能な周波数帯域を広げることができない。アンテナ１０は、傾斜角度α２を３０〜６０度の範囲にすることで、グラウンド用導体１３と無給電部１８との電波の反射効率が最適となり、グラウンド用導体１３と無給電部１８とを効率よく共振させることができる。
【００５１】
アンテナ１０は、最大離間距離Ｌ１，Ｌ２が前記範囲にあり、給電部１７とそれに並行する共振用導体１２とが確実に共振するとともに、無給電部１８とそれに並行するグラウンド用導体１３とが確実に共振することで、複数の共振周波数を得ることは可能であり、それによって複数の共振周波数が一方向へ連続して隣り合うとともにそれら共振周波数の一部が重なり合うから、アンテナ１０における使用周波数帯域を大幅に広げることができる。アンテナ１０は、それが使用可能な周波数帯域のうちのすべての帯域において電波を送信または受信することができ、広帯域（ワイドバンド）における使用が可能である。
【００５２】
アンテナ１０は、不平衡給電材１１の給電部１７に対する共振用導体１２のそれら第１自由部２０の軸方向の長さＬ３（図２参照）や不平衡給電材１１の無給電部１８に対するグラウンド用導体１３のそれら第２自由部２６の軸方向の長さＬ４（図２参照）を自由に設定することができる。アンテナ１０では、給電部１７に対するそれら第１自由部２０の長さＬ３のみを変更することができ、無給電部１８に対するそれら第２自由部２６の長さＬ４のみを変更することができることはもちろん、それら長さＬ３，Ｌ４の両者を変更することができる。
【００５３】
給電部１７に対するそれら第１自由部２０の長さＬ３の変更には、共振用導体１２の第１自由部２０の長さを変更する場合、不平衡給電材１１に対する共振用導体１２の第１固定部１９の固定位置を軸線方向前方または後方へ移動させる場合、または、それらの両者を併用する場合がある。無給電部１８に対するそれら第２自由部２６の長さＬ４の変更には、グラウンド用導体１３の第２自由部２６の長さを変更する場合、不平衡給電材１１に対するグラウンド用導体１３の第２固定部２５の固定位置を軸線方向前方または後方へ移動させる場合、または、それらの両者を併用する場合がある。
【００５４】
アンテナ１０は、給電部１７に対するそれら第１自由部２０の長さＬ３と無給電部１８に対するそれら第２自由部２６の長さＬ４とのうちの少なくとも一方の長さＬ３，Ｌ４を変更することで、その使用周波数帯域を高い方と低い方とへ自由に移動させることができる。たとえば、長さＬ３を図示のそれよりも長くすると、給電部１７と共振用導体１２との共振点が高い方へ移動し、それによってアンテナ１０の使用周波数帯域を高い方へ移動させることができる。逆に長さ寸法Ｌ３を図示のそれよりも短くすると、給電部１７と共振用導体１２との共振の波長が長くなり、アンテナ１０の使用周波数帯域を低い方へ移動させることができる。また、長さＬ４を図示のそれよりも長くすると、無給電部１８とグラウンド用導体１３との共振波長が長くなり、アンテナ１０の使用周波数帯域を低い方へ移動させることができる。逆に長さＬ４を図示のそれよりも短くすると、無給電部１８とグラウンド用導体１３との共振点が高い方へ移動し、それによってアンテナ１０の使用周波数帯域を高い方へ移動させることができる。
【００５５】
図５は、一例として示す給電部１７の斜視図である。図５では、給電部１７および共振用導体１２の一部のみを示し、その他の図示を省略している。給電部１７のうちの共振用導体１２から軸線方向前方へ延出する延出部分２４は、第１導体１４のみから形成された前方部位３２と、第１導体１４と第１絶縁体１５とから形成され後方部位３３とを有する。ゆえに、給電部１７の延出部分２４では、第１導体１４が第１絶縁体１５から軸線方向前方へ所定長さ露出している。なお、この給電部１７を有するアンテナ１０のその他の構成は図１のアンテナ１０のそれらと同一であるから、図１のアンテナ１０の説明を援用することで、このアンテナ１０のその他の構成の説明は省略する。
【００５６】
図５の給電部１７を有するアンテナ１０は、給電部１７の全体が第１導体１４と第１絶縁体１５とから形成された場合と比較し、給電部１７と共振用導体１２との共振点が高い方へ移動する。なお、給電部１７における第１導体１４の露出長さＬ５を大きくすると、共振点の高位への移動を大きくすることができ、給電部１７における第１導体１４の露出長さＬ５を短くすると、共振点の高位への移動を小さくすることができる。
【００５７】
この給電部１７を有するアンテナ１０は、図１に示すアンテナ１０が有する効果に加え、以下の効果を有する。アンテナ１０は、給電部１７において第１導体１４を第１絶縁体１５から所定長さ露出させることで、共振点を微細に高い方へ移動させることができ、それによってアンテナ１０の使用周波数帯域を高い方へ移動させることができる。アンテナ１０は、給電部１７における第１導体１４の露出長さＬ５を変更することで、使用周波数帯域の高低を自由に微調整することができる。
【００５８】
図６は、ＶＳＷＲ（電圧定在波比）と使用帯域との相関関係を示す図であり、図７は、アンテナのインピーダンスを示すスミスチャートである。図８，９は、アンテナの３平面（XY面、ＹＺ面、ＺＸ面）の周り方向において計測した電波強度を示す図である。図８は、ＸＹ面アンテナ特性の周り方向（０°〜３６０°）の電波強度の計測結果を示し、図９は、ＹＺ面またはＺＸ面アンテナ特性の周り方向（０°〜３６０°）の電波強度の計測結果を示す。
【００５９】
アンテナ１０は、図６に示すように、使用周波数が約２．０ＧＨｚ〜約４．０ＧＨｚにおいて反射係数ＶＳＷＲ（電圧定在波比）が２以下であり、低いＶＳＷＲ（電圧定在波比）を維持した状態で、広い使用周波数帯域を持っていることが分かる。また、図７に示すように、アンテナ１０のインピーダンスが５０Ωであり、図８に示すように、ＸＹ面アンテナ特性の周り方向（０°〜３６０°）の電波強度が略真円を画き、図９に示すように、ＹＺ面またはＺＸ面アンテナ特性の周り方向（０°〜３６０°）の電波強度がバタフライ型を画いており、アンテナ１０が良好な無指向性を有していることが分かる。
【００６０】
図１０は、アンテナの使用の一例を示す斜視図であり、図１１は、図１０の正面図である。図１２は、図１０の上面図である。図１１，１２では、縦方向を矢印Ｃで示し（図１１のみ）、周り方向を矢印Ｄで示すとともに（図１２のみ）、前後方向Ｅを矢印で示す（図１２のみ）。また、図１０，１２では、前後方向前方を矢印Ｅ１で示し、前後方向後方を矢印Ｅ２で示す（図１２のみ）。図１１では、中心線Ｓ２を一点鎖線で示す。
【００６１】
アンテナ１０は、その使用例として電波反射材３４を備えている。電波反射材３４は、アンテナ１０の後方に配置されている。電波反射材３４は、導電性金属（アルミニウムや銅、メッキ等）から作られ、アンテナ１０から発信された電波を反射する。電波反射材３４は、図１０，１２に示すように、半円形に成形され、アンテナ１０の周り方向へ円弧（正円）を画いている。アンテナ１０では、不平衡給電材１１の給電部１７の中心と電波反射材３４との離間距離Ｌ５がλ／４に設定されている。
【００６２】
電波反射材３４は、その縦方向の長さがアンテナ１０の不平衡給電材１１（コネクタ３１は含まない）の軸方向の長さと略同一であり、アンテナ１０の後面側の全域を取り囲んでいる。なお、電波反射材３４は、半円形に限らず、その円周の長さを自由に設定することができる。また、アンテナ１０を取り囲むようにその周り方向へ延びていればよく、必ずしも正円を画く必要はなく、半楕円形やＶ形であってもよい。
【００６３】
このアンテナ１０の使用例では、不平衡給電材１１の軸線Ｓ１（図３参照）と電波反射材３４を周り方向に二分する反射材３４の中心線Ｓ２とが一致するとともに、給電材１１の軸線Ｓ１が反射材３４を正円としたときのその中心点に位置するように、電波反射材３４に対してアンテナ１０が配置されている。また、共振用導体１２のそれら第１自由部２０が中心線Ｓ２に対して面対称に配置され、グラウンド用導体１２のそれら第２自由部２６が中心線Ｓ２に対して面対称に配置されている。アンテナ１０は、図１２に矢印Ｅ１，Ｅ２で示すように、その後面側から前後方向後方へ発信された電波が電波反射材３４によって反射され、反射された電波とその前面側から発信された電波とが前後方向前方へ向かって発信される。
【００６４】
アンテナ１０は、離間距離Ｌ５がλ／４に設定されているが、図１２に示すように、不平衡給電材１１の軸線Ｓ１と電波反射材３４の中心線Ｓ２とを結ぶ移動線Ｓ３上を移動させることができる。それによって、アンテナ１０の放射利得と共振周波数とを自由に微調整することができる。
【００６５】
このアンテナ１０は、その使用周波数帯域を広げることができることはもちろん、アンテナ１０の後方へ発信された電波が電波反射材３４によって反射され、その電波が前後方向前方へ発信されるから、アンテナ１０から発信された電波のすべてを前後方向前方（所定の方向）へ発信することができるとともに、前後方向前方（所定の方向）から進入する電波をアンテナ全体で受信することができ、広い使用周波数帯域を有するアンテナ１０に前後方向前方（特定方向）への指向性を持たせることができる。
【００６６】
離間距離Ｌ５がλ／４に設定されたアンテナ１０は、アンテナ１０から発信された電波が効率よく電波反射材３４に達し、その電波が反射材３４によって反射されることで、アンテナ１０から発信された電波のすべてを前後方向前方（所定の方向）へ発信することができる。また、前後方向前方（所定の方向）から進入して電波反射材３４によって反射した電波が効率よくアンテナ１０に達し、アンテナ１０が電波を効率よく受信することができる。
【００６７】
図１３は、他の一例として示す給電部１７の斜視図である。図１３では、給電部１７および共振用導体１２の一部のみを示し、その他の図示を省略している。不平衡給電材１１の給電部１７の延出部分２４には、軸方向へ延びる所定長さの第３絶縁体３５が固定されている。第３絶縁体３５は、不平衡給電材１１と同様に、その断面形状が円形に成型されているが、断面形状は円形に限定されず、四角形や多角形等であってもよい。第３絶縁体３５には、熱可塑性合成樹脂（特にプラスチック系の誘電率を有するテフロン（登録商標）樹脂）を使用することができる。なお、第３絶縁体３５が固定されたアンテナ１０のその他の構成は図１のアンテナ１０のそれらと同一であるから、図１のアンテナ１０の説明を援用することで、このアンテナ１０のその他の構成の説明は省略する。
【００６８】
給電部１７の延出部分２４に図１３の第３絶縁体３５が固定されたアンテナ１０は、それが取り付けられていない場合と比較し、給電部１７と共振用導体１２との共振波長が長くなる。なお、延出部分２４に固定する第３絶縁体３５の長さＬ６を大きくすると、共振波長の長さをより長くすることができ、延出部分２４に固定する第３絶縁体３５の長さＬ６を短くすると、共振波長の長さを短くすることができる。逆に、第３絶縁体３５の長さＬ６を長くすると、共振波長の長さを長くすることができる。
【００６９】
第３絶縁体３５が固定されたアンテナ１０は、図１のアンテナ１０が有する効果に加え、以下の効果を有する。アンテナ１０は、給電部１７の延出部分２４に第３絶縁体３５を固定することで、給電部１７と共振用導体１２との共振波長を長くすることができ、それによって使用周波数帯域内において低い周波数部分のＶＳＷＲを最適化することができる。アンテナ１０は、第３絶縁体３５の長さＬ６を変更することで、使用周波数帯域のＶＳＷＲを自由に微調整することができる。
【符号の説明】
【００７０】
１０ アンテナ
１１ 不平衡給電材
１２ 共振用導体
１３ グラウンド用導体
１４ 第１導体
１５ 第１絶縁体
１６ 第２導体
１７ 給電部
１８ 無給電部
１９ 第１固定部
２０ 第１自由部
２１ 第１交差部分
２２ 第１離間部分
２３ 並行部分
２４ 延出部分
２５ 第２固定部
２６ 第２自由部
２７ 第２交差部分
２８ 第２離間部分
２９ 並行部分
３０ 延出部分
３４ 電波反射材
３５ 第３絶縁体
Ｌ１ 最大離間距離
Ｌ２ 最大離間距離
Ｌ３ 長さ
Ｌ４ 長さ
Ｌ５ 露出長さ
Ｌ６ 長さ
α１ 傾斜角度
α２ 傾斜角度
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定長さの給電部およびその給電部につながる所定長さの無給電部を有する不平衡給電材と、前記不平衡給電材の給電部と共振する共振用導体と、前記不平衡給電材の無給電部と共振するグラウンド用導体とから形成され、
前記共振用導体が、前記不平衡給電材に固定手段を介して電気的に接続された第１固定部と、前記第１固定部につながって前記不平衡給電材の径方向外方へ離間するとともに、前記給電部に並行して前記不平衡給電材の軸線方向前方へ延びる一対の第１自由部とを有し、前記グラウンド用導体が、前記不平衡給電材に固定手段を介して電気的に接続された第２固定部と、前記第２固定部につながって前記不平衡給電材の径方向外方へ離間するとともに、前記無給電部に並行して前記軸線方向後方へ延びる一対の第２自由部とを有し、前記不平衡給電材の給電部が、前記共振用導体の第１自由部と並行する並行部分と、前記並行部分につながって前記共振用導体の第１自由部から前記軸線方向前方へ延出する延出部分とを有することを特徴とするアンテナ。
【請求項２】
前記共振用導体のそれら第１自由部が、前記不平衡給電材の軸線に対して面対称の関係にあり、前記グラウンド用導体のそれら第２自由部が、前記不平衡給電材の軸線に対して面対称の関係にある請求項１に記載のアンテナ。
【請求項３】
前記共振用導体のそれら第１自由部が、前記第１固定部につながって前記軸線方向と交差する方向へ延びる第１交差部分と、前記第１交差部分につながって前記不平衡給電材の給電部から前記径方向外方へ離間し、前記給電部に並行して前記軸線方向前方へ延びる第１離間部分とを有し、前記不平衡給電材の軸線に対する前記第１交差部分の傾斜角度が、３０〜９０度の範囲にある請求項１または請求項２に記載のアンテナ。
【請求項４】
前記不平衡給電材の給電部の中心と前記共振用導体のそれら第１自由部の第１離間部分との間の最大離間距離が、２〜８ｍｍの範囲にある請求項３に記載のアンテナ。
【請求項５】
前記グラウンド用導体のそれら第２自由部が、前記第２固定部につながって前記軸線方向と交差する方向へ延びる第２交差部分と、前記第２交差部分につながって前記不平衡給電材の無給電部から前記径方向外方へ離間し、前記無給電部に並行して前記軸線方向後方へ延びる第２離間部分とを有し、前記不平衡給電材の軸線に対する前記第２交差部分の傾斜角度が、３０〜６０度の範囲にある請求項１ないし請求項４いずれかに記載のアンテナ。
【請求項６】
前記不平衡給電材の無給電部の外周面と前記グラウンド用導体のそれら第２自由部の第２離間部分との間の最大離間距離が、３．５〜１０ｍｍの範囲にある請求項５に記載のアンテナ。
【請求項７】
前記不平衡給電材の無給電部の外周面と前記グラウンド用導体のそれら第２自由部の第２離間部分との間の最大離間距離が、前記不平衡給電材の給電部の中心と前記共振用導体のそれら第１自由部の第１離間部分との間の最大離間距離よりも大きい請求項６に記載のアンテナ。
【請求項８】
前記不平衡給電材が、第１導体と、前記第１導体の外周面を包被する第１絶縁体と、前記第１絶縁体の外周面を包被する第２導体と、前記第２導体の外周面を包被する第２絶縁体とのうちの少なくとも第１および第２導体と第１絶縁体とから作られ、前記不平衡給電材の給電部が、前記第１導体と前記第１絶縁体とから形成され、前記不平衡給電材の無給電部が、前記第１および第２導体と前記第１および第２絶縁体とのうちの少なくとも第１および第２導体と第１絶縁体とから形成されている請求項１ないし請求項７いずれかに記載のアンテナ。
【請求項９】
前記不平衡給電材の給電部では、前記第１導体が前記第１絶縁体から前記軸線方向前方へ所定長さ露出している請求項８に記載のアンテナ。
【請求項１０】
前記不平衡給電材の給電部の延出部分には、前記軸方向へ延びる所定長さの第３絶縁体が固定されている請求項１ないし請求項９いずれかに記載のアンテナ。
【請求項１１】
前記アンテナが、その後方に配置されて該アンテナの周り方向へ延びる電波反射材を備え、前記アンテナでは、前記不平衡給電材の軸線と前記電波反射材を前記周り方向に二分する該電波反射材の中心線とが一致するとともに、前記共振用導体のそれら第１自由部が前記中心線に対して面対称に配置され、前記グラウンド用導体のそれら第２自由部が前記中心線に対して面対称に配置されている請求項１ないし請求項１０いずれかに記載のアンテナ。
【請求項１２】
前記電波反射材が、前記アンテナの後方を取り囲むように該アンテナの周り方向へ円弧を画いている請求項１１に記載のアンテナ。
【請求項１３】
前記不平衡給電材の給電部の中心と前記電波反射材との離間距離が、λ／４である請求項１１または請求項１２に記載のアンテナ。
【請求項１】
所定長さの給電部およびその給電部につながる所定長さの無給電部を有する不平衡給電材と、前記不平衡給電材の給電部と共振する共振用導体と、前記不平衡給電材の無給電部と共振するグラウンド用導体とから形成され、
前記共振用導体が、前記不平衡給電材に固定手段を介して電気的に接続された第１固定部と、前記第１固定部につながって前記不平衡給電材の径方向外方へ離間するとともに、前記給電部に並行して前記不平衡給電材の軸線方向前方へ延びる一対の第１自由部とを有し、前記グラウンド用導体が、前記不平衡給電材に固定手段を介して電気的に接続された第２固定部と、前記第２固定部につながって前記不平衡給電材の径方向外方へ離間するとともに、前記無給電部に並行して前記軸線方向後方へ延びる一対の第２自由部とを有し、前記不平衡給電材の給電部が、前記共振用導体の第１自由部と並行する並行部分と、前記並行部分につながって前記共振用導体の第１自由部から前記軸線方向前方へ延出する延出部分とを有することを特徴とするアンテナ。
【請求項２】
前記共振用導体のそれら第１自由部が、前記不平衡給電材の軸線に対して面対称の関係にあり、前記グラウンド用導体のそれら第２自由部が、前記不平衡給電材の軸線に対して面対称の関係にある請求項１に記載のアンテナ。
【請求項３】
前記共振用導体のそれら第１自由部が、前記第１固定部につながって前記軸線方向と交差する方向へ延びる第１交差部分と、前記第１交差部分につながって前記不平衡給電材の給電部から前記径方向外方へ離間し、前記給電部に並行して前記軸線方向前方へ延びる第１離間部分とを有し、前記不平衡給電材の軸線に対する前記第１交差部分の傾斜角度が、３０〜９０度の範囲にある請求項１または請求項２に記載のアンテナ。
【請求項４】
前記不平衡給電材の給電部の中心と前記共振用導体のそれら第１自由部の第１離間部分との間の最大離間距離が、２〜８ｍｍの範囲にある請求項３に記載のアンテナ。
【請求項５】
前記グラウンド用導体のそれら第２自由部が、前記第２固定部につながって前記軸線方向と交差する方向へ延びる第２交差部分と、前記第２交差部分につながって前記不平衡給電材の無給電部から前記径方向外方へ離間し、前記無給電部に並行して前記軸線方向後方へ延びる第２離間部分とを有し、前記不平衡給電材の軸線に対する前記第２交差部分の傾斜角度が、３０〜６０度の範囲にある請求項１ないし請求項４いずれかに記載のアンテナ。
【請求項６】
前記不平衡給電材の無給電部の外周面と前記グラウンド用導体のそれら第２自由部の第２離間部分との間の最大離間距離が、３．５〜１０ｍｍの範囲にある請求項５に記載のアンテナ。
【請求項７】
前記不平衡給電材の無給電部の外周面と前記グラウンド用導体のそれら第２自由部の第２離間部分との間の最大離間距離が、前記不平衡給電材の給電部の中心と前記共振用導体のそれら第１自由部の第１離間部分との間の最大離間距離よりも大きい請求項６に記載のアンテナ。
【請求項８】
前記不平衡給電材が、第１導体と、前記第１導体の外周面を包被する第１絶縁体と、前記第１絶縁体の外周面を包被する第２導体と、前記第２導体の外周面を包被する第２絶縁体とのうちの少なくとも第１および第２導体と第１絶縁体とから作られ、前記不平衡給電材の給電部が、前記第１導体と前記第１絶縁体とから形成され、前記不平衡給電材の無給電部が、前記第１および第２導体と前記第１および第２絶縁体とのうちの少なくとも第１および第２導体と第１絶縁体とから形成されている請求項１ないし請求項７いずれかに記載のアンテナ。
【請求項９】
前記不平衡給電材の給電部では、前記第１導体が前記第１絶縁体から前記軸線方向前方へ所定長さ露出している請求項８に記載のアンテナ。
【請求項１０】
前記不平衡給電材の給電部の延出部分には、前記軸方向へ延びる所定長さの第３絶縁体が固定されている請求項１ないし請求項９いずれかに記載のアンテナ。
【請求項１１】
前記アンテナが、その後方に配置されて該アンテナの周り方向へ延びる電波反射材を備え、前記アンテナでは、前記不平衡給電材の軸線と前記電波反射材を前記周り方向に二分する該電波反射材の中心線とが一致するとともに、前記共振用導体のそれら第１自由部が前記中心線に対して面対称に配置され、前記グラウンド用導体のそれら第２自由部が前記中心線に対して面対称に配置されている請求項１ないし請求項１０いずれかに記載のアンテナ。
【請求項１２】
前記電波反射材が、前記アンテナの後方を取り囲むように該アンテナの周り方向へ円弧を画いている請求項１１に記載のアンテナ。
【請求項１３】
前記不平衡給電材の給電部の中心と前記電波反射材との離間距離が、λ／４である請求項１１または請求項１２に記載のアンテナ。
【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２０１２−４７１４（Ｐ２０１２−４７１４Ａ）
【公開日】平成２４年１月５日（２０１２．１．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１３６００２（Ｐ２０１０−１３６００２）
【出願日】平成２２年６月１５日（２０１０．６．１５）
【出願人】（５０３１４２３４８）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月５日（２０１２．１．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月１５日（２０１０．６．１５）
【出願人】（５０３１４２３４８）
【Ｆターム（参考）】
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