アンテナ
【課題】 広帯域性を有し、指向性が広く、小型で薄く、波長短縮化に適したアンテナを提供する。
【解決手段】 平面アンテナ１を、略方形状で且つ一部が開放されて開ループ状を有し導電性材料で形成された方形素子５、並びに、円形若しくは楕円形で且つ閉ループ状に形成された旗部６ａ、および、この旗部６ａから突出した基端部６ｂを有し導電性材料で形成された複数のフラッグ素子６からなり、方形素子５およびフラッグ素子６が同一平面上に位置し、フラッグ素子６の基端部６ｂが方形素子５の側部５ａ，５ｂの縁部に接続され、フラッグ素子６が方形素子５を中心に線対称に並べられた放射部３と、この放射部３と同一平面に位置し、方形素子５の開放された端部に形成された導電性材料の給電部４（４ａ，４ｂ）とから構成する。
【解決手段】 平面アンテナ１を、略方形状で且つ一部が開放されて開ループ状を有し導電性材料で形成された方形素子５、並びに、円形若しくは楕円形で且つ閉ループ状に形成された旗部６ａ、および、この旗部６ａから突出した基端部６ｂを有し導電性材料で形成された複数のフラッグ素子６からなり、方形素子５およびフラッグ素子６が同一平面上に位置し、フラッグ素子６の基端部６ｂが方形素子５の側部５ａ，５ｂの縁部に接続され、フラッグ素子６が方形素子５を中心に線対称に並べられた放射部３と、この放射部３と同一平面に位置し、方形素子５の開放された端部に形成された導電性材料の給電部４（４ａ，４ｂ）とから構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナに関し、特に地上波に対して広帯域性を有し、指向性が広く小型で薄く、波長短縮化に適したアンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電波利用技術の進展に伴い、アンテナの開発は多岐に渡っており、八木アンテナ、ロッドアンテナ、ループアンテナ、ダイポールアンテナ等の各種のものが既に開発されて実用化されている。特に、無線機器や通信手段の進展に伴い、地上波デジタルテレビ放送や無線モバイル、携帯電話、ＩＣタグ、ＩＣカード等の実用化により、このような新しい小型機器の通信手段に用いられるアンテナが開発されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２７１１３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のような小型機器に用いられるアンテナは、その形状を小型化する必要があるとともに、指向性を広くして全方位に対して電波の送受信が可能なように構成する必要があるが、多くの種類のアンテナは、利得や性能を上げるために指向性を持たせており、このようなアンテナによって全指向性を達成しようとすると、複数のアンテナを有する複合アンテナとする必要があり、アンテナの小型化・縮小化が達成できないという課題があった。
【０００５】
本発明は以上のような課題に鑑みてなされたものであり、広帯域性を有し、指向性が広く、小型で薄く、波長短縮化に適したアンテナ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】
前記課題を解決するために、第１の本発明に係るアンテナ（例えば、実施形態における平面アンテナ１）は、略方形状で且つ一部が開放されて開ループ状を有し導電性材料で形成された方形素子、並びに、円形若しくは楕円形で且つ閉ループ状に形成された旗部、および、この旗部から突出した基端部を有し導電性材料で形成された複数のフラッグ素子からなり、方形素子およびフラッグ素子が同一平面上に位置し、フラッグ素子の基端部が方形素子の縁部に接続され、フラッグ素子が方形素子を中心に線対称に並べられた放射部と、この放射部と同一平面に位置し、方形素子の開放された端部に形成された導電性材料の給電部とから構成される。
【０００７】
また、第２の本発明に係るアンテナは、略方形状で且つ一部が開放されて開ループ状を有し導電性材料で形成された方形素子、並びに、多角形状で且つ閉ループ状に形成された旗部、および、この旗部から突出した基端部を有し導電性材料で形成された複数のフラッグ素子からなり、方形素子およびフラッグ素子が同一平面上に位置し、フラッグ素子の基端部が方形素子の縁部に接続され、フラッグ素子が方形素子を中心に線対称に並べられた放射部と、この放射部と同一平面に位置し、方形素子の開放された端部に形成された導電性材料の給電部とから構成される。
【発明の効果】
【０００８】
第１および第２の本発明に係るアンテナを以上のように構成すると、アンテナを平面化して小型化することが可能であり、小型通信機器に好適である。また、放射部を、方形素子とこの方形素子に線対称に接続された複数のフラッグ素子から構成しているため、このアンテナにより送受信可能な周波数帯域を広くすることが可能であり、且つ、波長の短縮化画家能である。また、指向性が広く全方位に対する電波の送受信を可能とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して説明する。まず、図１を用いて、本発明に係る平面アンテナ１の構成について説明する。平面アンテナ１は、誘電体（絶縁体）からなる基板２と、この基板２の平面上に取り付けられた、すなわち、基板２の平面と同一平面上に位置する導電性の薄膜（放射部３および給電部４）から構成される。
【００１０】
このように構成された平面アンテナ１において、基板２は、剛性を有するものでも良いし、可撓性を有するものでも良く、その材質は問わない。例えば、可撓性を有する基板２を用いた場合には、自動車のフロントガラスやリヤガラス等の緩やかな曲面に装着することができ、また、フレキシブル無線ＩＣカード等に用いることができる。
【００１１】
放射部３は、略方形形状で且つ一部が開放されて開ループ状に形成された方形素子５と、この方形素子５の左右の側部５ａ，５ｂに線対称になるように配置された複数のフラッグ素子６から構成される。このとき、フラッグ素子６は、閉ループ状（リング形状）に形成された旗部６ａと、この旗部６ａの外周部から外方に延びる基端部６ｂとから構成されており、基端部６ｂが方形素子５の線対称軸Ａに直交するように延びて方形素子５の側部５ａ，５ｂの縁部に接続されている。また、この方形素子５の開放部（方形素子５の端部）には上述の給電部４ａ，４ｂが形成されており、この給電部４ａ，４ｂには、通信機器とこの平面アンテナ１とを接続する給電線が接続される。
【００１２】
なお、旗部６ａは、図１においては楕円形に形成されているが、図３に示すようにこれを円形に形成することも可能であるし、円形のフラッグ素子６と楕円形のフラッグ素子６を組み合わせることも可能である。また、フラッグ素子６の大きさを変えて組み合わせても良い。あるいは、図４に示すように、旗部６ａを多角形状（例えば、六角形）に形成しても良い。
【００１３】
放射部３および給電部４を形成する導電性の薄膜の材質は問わないため、銅、アルミニウム、カーボン等を適用することができる。また、導電性インクを用いて形成することも可能である。このような薄膜の形成方法としては、エッチング方式やホットスタンプ（箔押し）方式等を適用可能であり、また、ストリップ状の金属泊を所定の長さに切断して基板２に貼り付ける方法も適用できる。さらに、導電性インクを用いた場合には、印刷方式を適用することも可能である。
【００１４】
また、放射部３および給電部４は、プリント配線基板（フレキシブルプリント配線基板を含む）と同様な方法で製造することができるため、プリント配線基板上の一部の領域にこの平面アンテナ１を形成することができる。すなわち、送受信回路が搭載されたプリント配線基板の一部に平面アンテナ１も同一の製造工程で搭載することができる。そのため、この平面アンテナ１を含む送受信装置全体を小型化可能であり、また、製造工程を簡単にして製造コストも低減することができる。
【００１５】
なお、図１においては、導電性の薄膜部（放射部３および給電部４）を基板２上に取り付けた場合について説明したが、大型のアンテナを構成する場合には、金属管や金属棒（いずれも断面が円形、角形を問わない）を連結することにより構成することができ、このように、放射部３および給電部４のパターンを形成する導電性材料に十分な保形性能が確保できる場合は、基板２を省略することができる。
【００１６】
以上のような構成の平面アンテナ１において、給電部４（４ａ，４ｂ）に無線周波数帯の交流電圧が印加されると、方形素子５にこの交流電圧が伝わり、左右の側部５ａ，５ｂ間、および、左右に並んだフラッグ素子６間で交流電圧に応じた電波が放射される。反対に、この平面アンテナ１に電波が照射されると、方形素子５およびフラッグ素子６で生じた起電力に応じて、交流電圧を給電部４（４ａ，４ｂ）から取り出すことができる。
【００１７】
それでは、本実施例に係る平面アンテナ１の指向性について図２を用いて説明する。図２（ａ）は放射部３の線対称軸Ａを図中に示すＺ軸に一致させて側面から見たときのＸＹ平面上における指向性を示しており、８の字に近い円形の指向性を有している。一方、図２（ｂ）は、同様にこの放射部３を上面から見たときのＸＺ平面上における指向性を示しており、左右（Ｘ軸方向）と後方（Ｚ軸方向で給電部４が形成されている方向）の指向性が若干弱い玉子形に近い円形の指向性を有している。そのため、本実施例に係る平面アンテナ１は、全体として球形に近い指向性を有しており、指向性を広くする（緩指向性を得る）ことができる。
【００１８】
このように本実施例に係る平面アンテナ１は、放射部３を、方形素子５とこの方形素子５に線対称に接続された複数のフラッグ素子６とから構成しているため、方形素子５やフラッグ素子６の大きさや配置を調整することにより、この平面アンテナ１により送受信可能な周波数帯域を広くすることが可能であり（例えば、１０ＭＨｚ〜１０ＧＨｚの電波を送受信可能）、且つ、波長の短縮化が可能である。
【００１９】
以上説明した本発明に係る平面アンテナ１の実施形態において達成される主要な効果をまとめると、下記のようになる。
【００２０】
第１に、指向性が広く、小型で薄く、波長の短縮化に適したアンテナを実現できる。第２に、この平面アンテナ１は、方形素子５やフラッグ素子６の大きさや配置を調整することにより、周波数の広帯域に容易に対応可能である。また、第３に、この平面アンテナ１は、上述のような種々の方法で製造できるため、搭載される通信機器に合わせて最適な方法で搭載することができ、小型化や製造コストの低減が可能である。
【００２１】
さらに、第４に、この平面アンテナ１は、図１に示すように、全体として同一平面上に位置するように構成されているため、所定箇所に接着等で設置すれば良いため、設置作業を容易とすることができる。さらに、接着されて取り付けられた平面アンテナ１は、外部に突出する部分がないため、損傷する虞が少ない。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る平面アンテナを示す平面図である。
【図２】放射部の指向性を示す説明図であり、（ａ）はＸＹ平面における指向性を示す図であり、（ｂ）はＸＺ平面における指向性を示す図である。
【図３】フラッグ素子を円形に形成した場合の平面アンテナを示す平面図である。
【図４】フラッグ素子を多角形状に形成した場合の平面アンテナを示す平面図である。
【符号の説明】
【００２３】
１ 平面アンテナ（アンテナ）
２ 基板
３ 放射部
４（４ａ，４ｂ） 給電部
５ 方形素子
５ａ，５ｂ 側部
６ フラッグ素子
６ａ 旗部
６ｂ 基端部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナに関し、特に地上波に対して広帯域性を有し、指向性が広く小型で薄く、波長短縮化に適したアンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電波利用技術の進展に伴い、アンテナの開発は多岐に渡っており、八木アンテナ、ロッドアンテナ、ループアンテナ、ダイポールアンテナ等の各種のものが既に開発されて実用化されている。特に、無線機器や通信手段の進展に伴い、地上波デジタルテレビ放送や無線モバイル、携帯電話、ＩＣタグ、ＩＣカード等の実用化により、このような新しい小型機器の通信手段に用いられるアンテナが開発されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２７１１３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のような小型機器に用いられるアンテナは、その形状を小型化する必要があるとともに、指向性を広くして全方位に対して電波の送受信が可能なように構成する必要があるが、多くの種類のアンテナは、利得や性能を上げるために指向性を持たせており、このようなアンテナによって全指向性を達成しようとすると、複数のアンテナを有する複合アンテナとする必要があり、アンテナの小型化・縮小化が達成できないという課題があった。
【０００５】
本発明は以上のような課題に鑑みてなされたものであり、広帯域性を有し、指向性が広く、小型で薄く、波長短縮化に適したアンテナ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】
前記課題を解決するために、第１の本発明に係るアンテナ（例えば、実施形態における平面アンテナ１）は、略方形状で且つ一部が開放されて開ループ状を有し導電性材料で形成された方形素子、並びに、円形若しくは楕円形で且つ閉ループ状に形成された旗部、および、この旗部から突出した基端部を有し導電性材料で形成された複数のフラッグ素子からなり、方形素子およびフラッグ素子が同一平面上に位置し、フラッグ素子の基端部が方形素子の縁部に接続され、フラッグ素子が方形素子を中心に線対称に並べられた放射部と、この放射部と同一平面に位置し、方形素子の開放された端部に形成された導電性材料の給電部とから構成される。
【０００７】
また、第２の本発明に係るアンテナは、略方形状で且つ一部が開放されて開ループ状を有し導電性材料で形成された方形素子、並びに、多角形状で且つ閉ループ状に形成された旗部、および、この旗部から突出した基端部を有し導電性材料で形成された複数のフラッグ素子からなり、方形素子およびフラッグ素子が同一平面上に位置し、フラッグ素子の基端部が方形素子の縁部に接続され、フラッグ素子が方形素子を中心に線対称に並べられた放射部と、この放射部と同一平面に位置し、方形素子の開放された端部に形成された導電性材料の給電部とから構成される。
【発明の効果】
【０００８】
第１および第２の本発明に係るアンテナを以上のように構成すると、アンテナを平面化して小型化することが可能であり、小型通信機器に好適である。また、放射部を、方形素子とこの方形素子に線対称に接続された複数のフラッグ素子から構成しているため、このアンテナにより送受信可能な周波数帯域を広くすることが可能であり、且つ、波長の短縮化画家能である。また、指向性が広く全方位に対する電波の送受信を可能とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して説明する。まず、図１を用いて、本発明に係る平面アンテナ１の構成について説明する。平面アンテナ１は、誘電体（絶縁体）からなる基板２と、この基板２の平面上に取り付けられた、すなわち、基板２の平面と同一平面上に位置する導電性の薄膜（放射部３および給電部４）から構成される。
【００１０】
このように構成された平面アンテナ１において、基板２は、剛性を有するものでも良いし、可撓性を有するものでも良く、その材質は問わない。例えば、可撓性を有する基板２を用いた場合には、自動車のフロントガラスやリヤガラス等の緩やかな曲面に装着することができ、また、フレキシブル無線ＩＣカード等に用いることができる。
【００１１】
放射部３は、略方形形状で且つ一部が開放されて開ループ状に形成された方形素子５と、この方形素子５の左右の側部５ａ，５ｂに線対称になるように配置された複数のフラッグ素子６から構成される。このとき、フラッグ素子６は、閉ループ状（リング形状）に形成された旗部６ａと、この旗部６ａの外周部から外方に延びる基端部６ｂとから構成されており、基端部６ｂが方形素子５の線対称軸Ａに直交するように延びて方形素子５の側部５ａ，５ｂの縁部に接続されている。また、この方形素子５の開放部（方形素子５の端部）には上述の給電部４ａ，４ｂが形成されており、この給電部４ａ，４ｂには、通信機器とこの平面アンテナ１とを接続する給電線が接続される。
【００１２】
なお、旗部６ａは、図１においては楕円形に形成されているが、図３に示すようにこれを円形に形成することも可能であるし、円形のフラッグ素子６と楕円形のフラッグ素子６を組み合わせることも可能である。また、フラッグ素子６の大きさを変えて組み合わせても良い。あるいは、図４に示すように、旗部６ａを多角形状（例えば、六角形）に形成しても良い。
【００１３】
放射部３および給電部４を形成する導電性の薄膜の材質は問わないため、銅、アルミニウム、カーボン等を適用することができる。また、導電性インクを用いて形成することも可能である。このような薄膜の形成方法としては、エッチング方式やホットスタンプ（箔押し）方式等を適用可能であり、また、ストリップ状の金属泊を所定の長さに切断して基板２に貼り付ける方法も適用できる。さらに、導電性インクを用いた場合には、印刷方式を適用することも可能である。
【００１４】
また、放射部３および給電部４は、プリント配線基板（フレキシブルプリント配線基板を含む）と同様な方法で製造することができるため、プリント配線基板上の一部の領域にこの平面アンテナ１を形成することができる。すなわち、送受信回路が搭載されたプリント配線基板の一部に平面アンテナ１も同一の製造工程で搭載することができる。そのため、この平面アンテナ１を含む送受信装置全体を小型化可能であり、また、製造工程を簡単にして製造コストも低減することができる。
【００１５】
なお、図１においては、導電性の薄膜部（放射部３および給電部４）を基板２上に取り付けた場合について説明したが、大型のアンテナを構成する場合には、金属管や金属棒（いずれも断面が円形、角形を問わない）を連結することにより構成することができ、このように、放射部３および給電部４のパターンを形成する導電性材料に十分な保形性能が確保できる場合は、基板２を省略することができる。
【００１６】
以上のような構成の平面アンテナ１において、給電部４（４ａ，４ｂ）に無線周波数帯の交流電圧が印加されると、方形素子５にこの交流電圧が伝わり、左右の側部５ａ，５ｂ間、および、左右に並んだフラッグ素子６間で交流電圧に応じた電波が放射される。反対に、この平面アンテナ１に電波が照射されると、方形素子５およびフラッグ素子６で生じた起電力に応じて、交流電圧を給電部４（４ａ，４ｂ）から取り出すことができる。
【００１７】
それでは、本実施例に係る平面アンテナ１の指向性について図２を用いて説明する。図２（ａ）は放射部３の線対称軸Ａを図中に示すＺ軸に一致させて側面から見たときのＸＹ平面上における指向性を示しており、８の字に近い円形の指向性を有している。一方、図２（ｂ）は、同様にこの放射部３を上面から見たときのＸＺ平面上における指向性を示しており、左右（Ｘ軸方向）と後方（Ｚ軸方向で給電部４が形成されている方向）の指向性が若干弱い玉子形に近い円形の指向性を有している。そのため、本実施例に係る平面アンテナ１は、全体として球形に近い指向性を有しており、指向性を広くする（緩指向性を得る）ことができる。
【００１８】
このように本実施例に係る平面アンテナ１は、放射部３を、方形素子５とこの方形素子５に線対称に接続された複数のフラッグ素子６とから構成しているため、方形素子５やフラッグ素子６の大きさや配置を調整することにより、この平面アンテナ１により送受信可能な周波数帯域を広くすることが可能であり（例えば、１０ＭＨｚ〜１０ＧＨｚの電波を送受信可能）、且つ、波長の短縮化が可能である。
【００１９】
以上説明した本発明に係る平面アンテナ１の実施形態において達成される主要な効果をまとめると、下記のようになる。
【００２０】
第１に、指向性が広く、小型で薄く、波長の短縮化に適したアンテナを実現できる。第２に、この平面アンテナ１は、方形素子５やフラッグ素子６の大きさや配置を調整することにより、周波数の広帯域に容易に対応可能である。また、第３に、この平面アンテナ１は、上述のような種々の方法で製造できるため、搭載される通信機器に合わせて最適な方法で搭載することができ、小型化や製造コストの低減が可能である。
【００２１】
さらに、第４に、この平面アンテナ１は、図１に示すように、全体として同一平面上に位置するように構成されているため、所定箇所に接着等で設置すれば良いため、設置作業を容易とすることができる。さらに、接着されて取り付けられた平面アンテナ１は、外部に突出する部分がないため、損傷する虞が少ない。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る平面アンテナを示す平面図である。
【図２】放射部の指向性を示す説明図であり、（ａ）はＸＹ平面における指向性を示す図であり、（ｂ）はＸＺ平面における指向性を示す図である。
【図３】フラッグ素子を円形に形成した場合の平面アンテナを示す平面図である。
【図４】フラッグ素子を多角形状に形成した場合の平面アンテナを示す平面図である。
【符号の説明】
【００２３】
１ 平面アンテナ（アンテナ）
２ 基板
３ 放射部
４（４ａ，４ｂ） 給電部
５ 方形素子
５ａ，５ｂ 側部
６ フラッグ素子
６ａ 旗部
６ｂ 基端部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
略方形状で且つ一部が開放されて開ループ状を有し導電性材料で形成された方形素子、並びに、円形若しくは楕円形で且つ閉ループ状に形成された旗部、および、前記旗部から突出した基端部を有し導電性材料で形成された複数のフラッグ素子からなり、前記方形素子および前記フラッグ素子が同一平面上に位置し、前記フラッグ素子の前記基端部が前記方形素子の縁部に接続され、前記フラッグ素子が前記方形素子を中心に線対称に並べられた放射部と、
前記放射部と同一平面に位置し、前記方形素子の開放された端部に形成された導電性材料の給電部とから構成されたことを特徴とするアンテナ。
【請求項２】
略方形状で且つ一部が開放されて開ループ状を有し導電性材料で形成された方形素子、並びに、多角形状で且つ閉ループ状に形成された旗部、および、前記旗部から突出した基端部を有し導電性材料で形成された複数のフラッグ素子からなり、前記方形素子および前記フラッグ素子が同一平面上に位置し、前記フラッグ素子の前記基端部が前記方形素子の縁部に接続され、前記フラッグ素子が前記方形素子を中心に線対称に並べられた放射部と、
前記放射部と同一平面に位置し、前記方形素子の開放された端部に形成された導電性材料の給電部とから構成されたことを特徴とするアンテナ。
【請求項１】
略方形状で且つ一部が開放されて開ループ状を有し導電性材料で形成された方形素子、並びに、円形若しくは楕円形で且つ閉ループ状に形成された旗部、および、前記旗部から突出した基端部を有し導電性材料で形成された複数のフラッグ素子からなり、前記方形素子および前記フラッグ素子が同一平面上に位置し、前記フラッグ素子の前記基端部が前記方形素子の縁部に接続され、前記フラッグ素子が前記方形素子を中心に線対称に並べられた放射部と、
前記放射部と同一平面に位置し、前記方形素子の開放された端部に形成された導電性材料の給電部とから構成されたことを特徴とするアンテナ。
【請求項２】
略方形状で且つ一部が開放されて開ループ状を有し導電性材料で形成された方形素子、並びに、多角形状で且つ閉ループ状に形成された旗部、および、前記旗部から突出した基端部を有し導電性材料で形成された複数のフラッグ素子からなり、前記方形素子および前記フラッグ素子が同一平面上に位置し、前記フラッグ素子の前記基端部が前記方形素子の縁部に接続され、前記フラッグ素子が前記方形素子を中心に線対称に並べられた放射部と、
前記放射部と同一平面に位置し、前記方形素子の開放された端部に形成された導電性材料の給電部とから構成されたことを特徴とするアンテナ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００６−２４６１３９（Ｐ２００６−２４６１３９Ａ）
【公開日】平成１８年９月１４日（２００６．９．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−６０４２１（Ｐ２００５−６０４２１）
【出願日】平成１７年３月４日（２００５．３．４）
【出願人】（３０３００７７６２）株式会社創大アンテナ (7)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年９月１４日（２００６．９．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月４日（２００５．３．４）
【出願人】（３０３００７７６２）株式会社創大アンテナ (7)
【Ｆターム（参考）】
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