板状逆Ｆアンテナ
【課題】低姿勢であって、かつ広帯域化を実現することを可能とした板状逆Ｆアンテナを提供すること。
【解決手段】板状逆Ｆアンテナ１では、ＧＮＤ面と平行であって、第１放射要素１２に対して長手方向に沿って部分的に延設される第２放射要素１８を、給電部Ｆの近傍において実質的に第１放射要素１２の幅を広げるようにして設けるようにした。
【解決手段】板状逆Ｆアンテナ１では、ＧＮＤ面と平行であって、第１放射要素１２に対して長手方向に沿って部分的に延設される第２放射要素１８を、給電部Ｆの近傍において実質的に第１放射要素１２の幅を広げるようにして設けるようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信モジュールにおいて使用される板状逆Ｆアンテナの構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機、無線ＬＡＮ機器等の通信モジュールにおいて、回路基板上に実装される無線通信ユニット用のアンテナとして、回路基板をＧＮＤとして利用でき、かつ回路基板に対して比較的低姿勢で実装できる内蔵アンテナとして板状逆Ｆアンテナが知られている。板状逆Ｆアンテナは、板状の複数の要素からなり、アンテナを安価な板金によって製作でき、回路基板に対する取り付けが容易であるという利点を有しているため、様々な通信モジュールに適用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２６３４６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
板状逆Ｆアンテナの一例として板状逆Ｆアンテナ２００を図１に示す。
板状逆Ｆアンテナ２００は、回路基板のＧＮＤ面上に設置される板状の接地要素１００と、接地要素１００と略平行に延びている板状の放射要素１２０（長さＬ１、高さＨ）と、接地要素１００と放射要素１２０を短絡する板状の短絡要素１４０，１６０とを備える。短絡要素１６０には、回路基板からの無線信号が印加される給電部Ｆが設けられる。板状逆Ｆアンテナ２００は、文字通り全体として逆Ｆの字の形状で構成されている。
図２には、この板状逆Ｆアンテナ２００を回路基板のＧＮＤ面上に実装した状態を示している。図２に示すように、Ｋ１×Ｋ２の大きさのＧＮＤ面（Ｘ−Ｚ平面）上に板状逆Ｆアンテナ２００の接地要素１００が取り付けられている。図２に示すように、板状逆Ｆアンテナ２００は、回路基板上に実装される他の部品と干渉しないように回路基板上の端部に実装されることがある。
【０００５】
図３は、板状逆Ｆアンテナ２００の電磁界シミュレータによる結果であり、図２のとおり実装された板状逆Ｆアンテナ２００の（ａ）ＶＳＷＲ（電圧定在波比；Voltage Standing Wave Ratio）特性と、（ｂ）Ｘ−Ｙ平面における指向性とを示している。なお、図３は、図１においてＬ１＝７０ｍｍ、Ｈ＝９ｍｍ、短絡要素間の間隔＝４〜５ｍｍ、各短絡要素の幅＝２ｍｍ、アンテナの各要素の板厚を０．４ｍｍとし、図２において、Ｋ１＝Ｋ２＝７０ｍｍとした場合の結果である。また、図８および図９に示した例では、本実施形態の板状逆Ｆアンテナ１は、中心周波数が１ＧＨｚで動作するアンテナとして設計したものである。図３から、この板状逆Ｆアンテナ２００は、ＶＳＷＲ＝２のときの帯域幅が約２５ＭＨｚである一方、良好な全方位特性を備えていることが分かる。
【０００６】
ところで、この板状逆Ｆアンテナ２００では、アンテナが実装される通信モジュールの筐体のサイズ上の制限によって、接地要素１００を基準とした放射要素１２０の高さ（図１における高さＨ）を増加させることができず、アンテナのさらなる広帯域化を実現することが困難な場合がある。
【０００７】
そこで、発明の１つの側面では、低姿勢であって、かつ広帯域化を実現することを可能とした板状逆Ｆ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】
【０００８】
板状の複数の要素を含む板状逆Ｆアンテナが提供される。
この板状逆Ｆアンテナは、
（Ａ）接地面を形成する接地要素；
（Ｂ）接地面と離間しつつ接地要素と同一方向に延びている第１放射要素；
（Ｃ）接地要素と第１放射要素を短絡する要素であって、第１放射要素の端部に設けられる第１短絡要素；
（Ｄ）接地要素と第１放射要素を短絡する要素であって、第１短絡要素と離間して設けられる第２短絡要素；
（Ｅ）第１短絡要素または前記第２短絡要素のいずれかに設けられた給電部；
（Ｆ）接地面と平行で、かつ第１放射要素に対して長手方向に沿って部分的に延設されている要素であって、給電部の近傍において実質的に第１放射要素の幅を広げるようにして設けられている第２放射要素；
を備える。
【発明の効果】
【０００９】
開示の板状逆Ｆアンテナによれば、低姿勢であって、かつ広帯域化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】板状逆Ｆアンテナの一例を示す斜視図。
【図２】図１に示した板状逆Ｆアンテナが回路基板に実装された状態を示す図。
【図３】図２に示した状態の板状逆Ｆアンテナの特性の一例を示す図。
【図４】第１の実施形態の板状逆Ｆアンテナを示す斜視図。
【図５】第１の実施形態の板状逆Ｆアンテナが回路基板に実装された状態を示す図。
【図６】第１の実施形態の板状逆Ｆアンテナの一取付例を示す図。
【図７】第１の実施形態の板状逆Ｆアンテナが通信モジュールの筐体に取り付けられた状態の一例を示す図。
【図８】第１の実施形態の板状逆Ｆアンテナの好ましい取付方法を説明するため図。
【図９】第１の実施形態の板状逆Ｆアンテナの動作を説明するための図。
【図１０】第１の実施形態の板状逆Ｆアンテナの特性例を示す図。
【図１１】第１の実施形態の板状逆Ｆアンテナの特性例を示す図。
【図１２】第１の実施形態の板状逆Ｆアンテナの改変例を示す図。
【図１３】第１の実施形態の板状逆Ｆアンテナの改変例を示す図。
【図１４】第２の実施形態の板状逆Ｆアンテナを示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（１）第１の実施形態
（１−１）板状逆Ｆアンテナの構造
先ず、第１の実施形態の板状逆Ｆアンテナの構造について、図４および図５を参照して説明する。図４は、実施形態に係る板状逆Ｆアンテナ１を示す斜視図である。図５は、図４に示した板状逆Ｆアンテナ１が通信モジュールの回路基板に実装された状態を示す図である。
図４に示すように、本実施形態の板状逆Ｆアンテナ１は、板状の複数の要素を含む板金またはフィルムアンテナである。すなわち、板状逆Ｆアンテナ１は、接地要素１０、第１放射要素１２、第１短絡要素１４、第２短絡要素１６および第２放射要素１８を備える。本実施形態の板状逆Ｆアンテナ１の板金の材料は、例えば銅や洋白（銅と亜鉛、ニッケルから構成される合金）などの金属であることが好ましい。
接地要素１０は、ＧＮＤ（グランド）面（接地面）を形成しており、このＧＮＤ面は、板状逆Ｆアンテナ１が取り付けられる通信モジュールの回路基板のＧＮＤ面（基板ＧＮＤ面）に取り付けられる。接地要素１０の長手方向の長さは、取り付け対象となる回路基板のＧＮＤ面の領域を超えない程度であればよい。具体的には、図５に示すように、Ｋ１×Ｋ２の大きさのＧＮＤ面（Ｘ−Ｚ平面）上に本実施形態の板状逆Ｆアンテナ１の接地要素１０を取り付ける場合を想定すると、接地要素１０の長手方向の長さはＫ１と同一か、またはそれよりも短ければよい。なお、図５に示すように、板状逆Ｆアンテナ１は、回路基板上に実装される他の部品と干渉しないように回路基板の基板ＧＮＤ面上の端部に実装されることがあるが、取り付け位置は図５に示した位置に限られない。
【００１２】
第１放射要素１２は、ＧＮＤ面と離間しつつ接地要素１０と同一方向に延びている。第１放射要素１２の長手方向の長さＬ１は、動作周波数に対応する波長をλとしたときには概ねλ／４の長さとなっており（Ｌ１＝λ／４）、この長さのときに共振する。また、本実施形態の板状逆Ｆアンテナ１では、第１放射要素１２の上端位置の高さがＨであり、この高さＨの上限値は、板状逆Ｆアンテナ１の取り付け対象である通信モジュールの筐体のサイズによって制限される場合がある。
【００１３】
第１短絡要素１４と第２短絡要素１６は、接地要素１０と第１放射要素１２を短絡する要素である。第１短絡要素１４は、板状逆Ｆアンテナ１の端部に設けられる。第２短絡要素１６は、第１短絡要素１４と離間して設けられる。図４に示した例では、第１短絡要素１４と第２短絡要素１６は概ね平行に配置されている。第１短絡要素１４または第２短絡要素１６のいずれかには、図示しない回路基板から例えば同軸線路を介して高周波信号を板状逆Ｆアンテナ１に印加するための給電部Ｆが設けられる。図４に示した例では、第２短絡要素１６に給電部Ｆが設けられている。
【００１４】
第２放射要素１８は、接地要素１０のＧＮＤ面と平行であって、第１放射要素１２に対して長手方向に沿って部分的に延設されている要素である。すなわち、第１放射要素１２（長さＬ１）の長手方向に沿った、第２放射要素１８の長さをＬ２とすると、Ｌ２＜Ｌ１が成立する。また、図４に示す例では、第２放射要素１８は、第１放射要素１２と直交した平面に設けられている。
また、図４では第２放射要素１８の幅をＷで示しているが、第２放射要素１８は、給電部Ｆの近傍において実質的に第１放射要素１２の幅を広げるようにして設けられている。これにより、後述するように、板状逆Ｆアンテナ１の共振時において、第１放射要素１２の幅Ｗの広さに応じた複数の電流経路を設けることが可能となっている。ここで、本実施形態の板状逆Ｆアンテナ１では、第１放射要素１２が形成される面とＧＮＤ面が直交し、第２放射要素１８が形成される面とＧＮＤ面とが平行になっている。そのため、第２放射要素１８の幅Ｗを広くすることは、板状逆Ｆアンテナ１の高さＨを大きくすることにならず、板状逆Ｆアンテナ１全体を低姿勢とすることができる。
【００１５】
（１−２）板状逆Ｆアンテナの基板への取付方法
次に、本実施形態の板状逆Ｆアンテナ１の取付例について、図６〜８を参照して説明する。
図６は、本実施形態の板状逆Ｆアンテナ１の一取付例を示す図である。図５に示したように、本実施形態の板状逆Ｆアンテナ１は、通信モジュールの基板ＧＮＤ面に取り付けられた状態では、特に第１放射要素１２の剛性が低く、図４に示した形状を維持することが難しいことが考えられる。そこで、図６に示すように、接地要素１０と第２放射要素１８の間に誘電体ブロック５０を介挿し、この誘電体ブロック５０に第１放射要素１２を当接させる、あるいは接着させるようにしてもよい。図６に示す取付例では、誘電体ブロック５０の底部が基板ＧＮＤ面に接着剤等で接着させられる。誘電体ブロック５０の材料としては、例えばＡＢＳ等のプラスチック等でよい。
【００１６】
また、代替的に、本実施形態の板状逆Ｆアンテナ１の形状を維持しつつ、取付ネジで簡便に取り付けられるようにすることもできる。以下、図７および図８を参照して、取付ネジによって本実施形態の板状逆Ｆアンテナ１を通信モジュールの基板に取り付ける場合の取付方法の一例について説明する。図７は、本実施形態の板状逆Ｆアンテナ１が通信モジュールの筐体Ｃに取り付けられた状態を示している。図８は、（ａ）図７に示す状態とするための取付方法を説明するための分解図、および（ｂ）矢視Ａによる板状逆Ｆアンテナ１および誘電体ブロック５１の矢視図である。なお、図７および図８では、板状逆Ｆアンテナ１は、通信モジュールの回路基板の基板ＧＮＤ面上の端部に実装される場合が想定されている。図８では、通信モジュールの筐体Ｃが表側筐体Ｃ１と裏側筐体Ｃ２を連結させることによって形成されることが想定されている。
【００１７】
図７に示すように、この取付方法を採る前提として、接地要素１０と第２放射要素１８の間に誘電体ブロック５１を介挿される。また、図８（ｂ）に示すように、誘電体ブロック５１は第１放射要素１２の一方の面に当接される。これにより、第１放射要素１２が図４に示した形状を維持することが可能となる。また、図８に示すように、板状逆Ｆアンテナ１および基板ＧＮＤ面には、取付ネジを貫通させるためのネジ用孔が少なくとも２箇所設けられる。図８（ｂ）の矢視Ａに示すように、この２箇所のネジ用孔の位置は、板状逆Ｆアンテナ１の接地要素１０において、第２放射要素１８と誘電体ブロック５１と離間して設けられ、これによって、取付ネジの頭が第２放射要素１８および誘電体ブロック５１と干渉しないようになっている。このような取付方法を採ることで、本実施形態の板状逆Ｆアンテナ１の形状を維持しつつ、本実施形態の板状逆Ｆアンテナ１と基板ＧＮＤ面を一体的に取付ネジで簡便に取り付けることができるようになる。
【００１８】
（１−３）板状逆Ｆアンテナの動作
次に、図９を参照して、本実施形態の板状逆Ｆアンテナ１の動作を説明する。図９は、本実施形態の板状逆Ｆアンテナの動作を説明するための図である。
【００１９】
仮に第２放射要素１８が存在しないとすれば、第１放射要素１２の長手方向の長さＬ１はλ／４の長さとなっており（Ｌ１＝λ／４）、従来の板状逆Ｆアンテナのように、このλに応じた共振周波数で共振する。このときの共振モードは、給電部Ｆ近傍で電流が最大となり、第１放射要素１２の先端で電流がゼロとなる。一方、本実施形態の板状逆Ｆアンテナ１では、給電部Ｆの近傍で実質的に第１放射要素１２の幅が広がるように、第２放射要素１８が設けられている。そのため、図９に示すように、第１放射要素１２の幅に応じた複数の電流経路が想定される。図９では、この複数の電流を仮想的な３個の電流Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３で示している。この複数の電流は、第２放射要素１８が延設されていない第１放射要素１２の領域では、共通となっている。ここで、第２放射要素１８は、ＧＮＤ面と平行に設けられているため、第２放射要素１８上の流れる複数の電流に対して、第２放射要素１８とＧＮＤ面の間の容量はほぼ同一である。そのため、複数の電流（図９では、電流Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３）は同一の給電部Ｆの信号に対して動作する等価な電流である、ということが言える。板状逆Ｆアンテナ１の動作において等価な複数の電流は、図９に示したように、それぞれ電流経路が異なっているため、本実施形態の板状逆Ｆアンテナ１は等価的に、複数の放射要素の長さに応じた複数の共振点を備えているということができる。そのため、本実施形態の板状逆Ｆアンテナ１によれば、広帯域化を実現することが可能となる。
【００２０】
（１−４）板状逆Ｆアンテナの特性
次に、図１０および図１１を参照して、本実施形態の板状逆Ｆアンテナ１のＬ１，Ｌ２（図４参照）を変更したときの特性例について説明する。図１０において、（ａ）は第２放射要素１８の長さＬ２を変更したときの板状逆Ｆアンテナ１の帯域幅ＢＷ(Band Width)（ＶＳＷＲ＝２のとき）を、（ｂ）はアンテナ共振時の第１放射要素１２の長さＬ１と第２放射要素１８の長さＬ２の関係を、それぞれ示している。図１１は、板状逆Ｆアンテナ１の電磁界シミュレータによる結果であり、本実施形態の板状逆Ｆアンテナ１の（ａ）ＶＳＷＲ特性と、（ｂ）Ｘ−Ｙ平面における指向性とを示している。なお、図１０および図１１は、図４において、Ｈ＝９ｍｍ、短絡要素間の間隔＝４〜５ｍｍ、各短絡要素の幅＝２ｍｍ、アンテナの各要素の板厚を０．４ｍｍとし、図５において、Ｋ１＝Ｋ２＝７０ｍｍとした場合の結果である。また、図１０および図１１に示した例では、本実施形態の板状逆Ｆアンテナ１は、中心周波数（動作周波数）が１ＧＨｚで動作するアンテナとして設計したものである。
【００２１】
図１０では、接地要素１０と第２放射要素１８の間に誘電体ブロックが介挿されていない場合、つまり空気(air)が挿入されている場合と、誘電体ブロック（比誘電率をεr＝３とする。）が介挿されている場合とを示している。また、第２放射要素１８の幅Ｗが５ｍｍの場合と、１０ｍｍの場合とを示している。
図１０（ｂ）から、空気(air)が挿入されている場合には、Ｌ１が板状逆Ｆアンテナ１の動作周波数のλ／４に相当する約７０ｍｍ（１ＧＨｚではλ＝３００ｍｍ）であるときに共振していることが分かる。誘電体ブロック（比誘電率をεr＝３）が挿入されている場合には、誘電体による波長短縮効果から等価的にアンテナ実効長が短くなり、Ｌ１が約５４ｍｍであるときに共振していることが分かる。
【００２２】
図１０（ａ）を参照すると、本実施形態の板状逆Ｆアンテナ１では、第２放射要素１８を設けない場合（図でＬ２＝０の場合）と比較して、第２放射要素１８の大きさ（Ｌ２，Ｗ）にもよるが、アンテナの帯域幅が相当広くなっていることが分かる。例えば、空気(air)の挿入、Ｗ＝１０ｍｍおよびＬ２＝４０ｍｍの条件下で、アンテナの帯域幅は４０％増加している（２５ＭＨｚ→３５ＭＨｚ）。
【００２３】
また、図１０（ａ）を参照すると、第２放射要素１８の長さＬ２を長くし過ぎる場合には、アンテナの帯域幅の向上代が低下していくことが分かる。例えば、空気(air)の挿入、Ｗ＝１０ｍｍおよびＬ２＝４０ｍｍの条件下では、０＜Ｌ２（ｍｍ）≦４０の範囲では帯域幅ＢＷはＬ２が増加するにつれて単調増加するが、Ｌ２（ｍｍ）＝４０をピークとして、Ｌ２（ｍｍ）＞４０の範囲では、帯域幅ＢＷはＬ２が増加するにつれて減少していく。
このようなことが生ずる理由は、Ｌ２を長くし過ぎると、図９に示した、板状逆Ｆアンテナ１の動作において等価な複数の電流が生じ難くなり、放射要素の幅が全域で広くなった板状逆Ｆアンテナと同一の特性に近くなっていくためである。放射要素の幅が全域で広くなると、電流経路が異なる複数の共振モードが生じない。Ｌ２を長くし過ぎる場合であってもＬ２＝Ｌ１でなければ、等価な複数の電流による効果はある程度得られると考えられるが、共振時における第１放射要素１２の先端近傍における電流はゼロに近く、等価な複数の電流の分散が生じ難くなるため、その効果は限られる。
よって、第２放射要素１８を設けることで帯域幅は増加するが、その増加代を極大化するためには、第２放射要素１８の長さＬ２は概ね、Ｌ１×１／４〜Ｌ１×３／４の範囲にあることが好ましい。
【００２４】
図１０の（ａ）をさらに参照すると、第２放射要素１８の幅Ｗが広いほどアンテナの帯域幅も増加すると言える。しかしながら、第２放射要素１８の幅Ｗが広くなり過ぎるとことは、第１放射要素１２と直交する方向で意図しない共振が生じる虞がある。つまり、本実施形態の板状逆Ｆアンテナ１をマルチバンドとして動作させたくない場合、第２放射要素１８の幅Ｗを広くし過ぎると、アンテナとしての動作上好ましくない状況が生ずる。また、第２放射要素１８の幅Ｗを広くし過ぎると、取り付け対象となる通信モジュールの基板上の他の部品と干渉する虞もある。かかる観点から、第２放射要素１８の幅は概ね、λ／１５（１ＧＨｚで約２０ｍｍ）以下とすることが好ましい。
【００２５】
図１１を参照すると、本実施形態の板状逆Ｆアンテナ１は、空気(air)の挿入、Ｗ＝５ｍｍおよびＬ２＝４０ｍｍの条件下での特性の一例が示されるが、（ａ）に示すようにＶＳＷＲ＝２のときの帯域幅が約３１ＭＨｚであり、図３に示したものと比較して広帯域化が実現できていることが分かる。また、（ｂ）に示すように、この板状逆Ｆアンテナ１は、図３に示したものと同様、良好な全方位特性を備えていることが分かる。
【００２６】
以上説明したように、本実施形態の板状逆Ｆアンテナ１では、ＧＮＤ面と平行であって、第１放射要素１２に対して長手方向に沿って部分的に延設される第２放射要素１８を、給電部Ｆの近傍において実質的に第１放射要素１２の幅を広げるようにして設けるようにした。そのため、本実施形態の板状逆Ｆアンテナ１によれば、低姿勢であって、かつアンテナの広帯域化を実現することができる。
【００２７】
（１−５）変形例
本実施形態の板状逆Ｆアンテナは、図４に示した形状以外の様々な形状に改変することができる。
例えば、板状逆Ｆアンテナ１は、取り付け対象となる通信モジュールの筐体のサイズによる制約条件に応じて、適宜改変することができる。例えば、図１２に例示するように、第１放射要素１２の長手方向において筐体のサイズに制限がある場合には、その筐体にアンテナを収容できるように、第１放射要素１２の先端部に折り曲げ部１２ａを設け、アンテナ実効長を確保しつつ通信モジュールの所定の大きさの筐体に収容できるようにしてもよい。
【００２８】
また、図４では、第２放射要素は矩形としたが、これに限られない。ＧＮＤ面と平行であって、給電部Ｆの近傍において実質的に第１放射要素１２の幅を広げるようにして設けられている限り、第２放射要素の形状は矩形に限られない。第２放射要素が矩形以外の場合の例を図１３に示す。図１３に示す第２放射要素２８は、第１放射要素１２の第１短絡要素１４の側の端から徐々にその幅が小さくなるような形状となっている。図１３に示す第２放射要素２８もまた、ＧＮＤ面と平行であって、給電部Ｆの近傍において実質的に第１放射要素１２の幅を広げるという条件を満たしている。
【００２９】
（２）第２の実施形態
以下、第２の実施形態の板状逆Ｆアンテナについて説明する。
第２の実施形態の板状逆Ｆアンテナの構造について、図１４を参照して説明する。図１４は、本実施形態に係る板状逆Ｆアンテナ２を示す斜視図である。
図１４に示すように、本実施形態の板状逆Ｆアンテナ２は、前述した板状逆Ｆアンテナ１と同様、板状の複数の要素を含む板金またはフィルムアンテナである。すなわち、板状逆Ｆアンテナ２は、接地要素２０、第１放射要素２２、第１短絡要素２４、第２短絡要素２６および第２放射要素３８を備える。
【００３０】
接地要素２０は、ＧＮＤ面（接地面）を形成しており、このＧＮＤ面は、板状逆Ｆアンテナ２が取り付けられる通信モジュールの回路基板のＧＮＤ面（基板ＧＮＤ面）に取り付けられる。
【００３１】
第１放射要素２２は、ＧＮＤ面と離間しつつ接地要素２０と同一方向に延びている。本実施形態では、第１の実施形態の場合と異なり、第１放射要素２２は、ＧＮＤ面と平行である。第１放射要素２２の長手方向の長さは、動作周波数に対応する波長をλとしたときには概ねλ／４の長さとなっており、この長さのときに共振する。また、本実施形態の板状逆Ｆアンテナ１では、第１放射要素２２の面のＧＮＤ面からの高さの上限値は、板状逆Ｆアンテナ２の取り付け対象である通信モジュールの筐体のサイズによって制限される場合がある。
【００３２】
第１短絡要素２４と第２短絡要素２６は、接地要素２０と第１放射要素２２を短絡する要素である。第１短絡要素２４は、板状逆Ｆアンテナ２の端部に設けられる。第２短絡要素２６は、第１短絡要素２４と離間して設けられる。図１４に示した例では、第１短絡要素２４と第２短絡要素２６は概ね平行に配置されている。第１短絡要素２４または第２短絡要素２６のいずれかには、図示しない回路基板から例えば同軸線路を介して高周波信号を板状逆Ｆアンテナ２に印加するための給電部Ｆが設けられる。図１４に示した例では、第２短絡要素２６に給電部Ｆが設けられている。
【００３３】
第２放射要素３８は、接地要素２０のＧＮＤ面と平行であって、第１放射要素２２に対して長手方向に沿って部分的に延設されている要素である。図１４に示す例では、第２放射要素３８は、第１放射要素２２と同一平面に設けられている。
また、第１の実施形態の第２放射要素１８と同様に、本実施形態の第２放射要素３８は、給電部Ｆの近傍において実質的に第１放射要素２２の幅を広げるようにして設けられている。これにより、板状逆Ｆアンテナ２の共振時において、第１放射要素２２の幅の広さに応じた複数の電流経路を設けることが可能となっている。板状逆Ｆアンテナ２の共振動作は、第１の実施形態で述べた動作を同様である。ここで、本実施形態の板状逆Ｆアンテナ２では、第１放射要素２２および第２放射要素３８が形成される面とＧＮＤ面が平行になっている。そのため、第２放射要素３８の幅を広くすることは、板状逆Ｆアンテナ２の高さを大きくすることにならず、板状逆Ｆアンテナ２全体を低姿勢とすることができる。
【００３４】
図１４に示した構成を採ることで、本実施形態の板状逆Ｆアンテナ２においても、ＧＮＤ面と平行であって、第１放射要素２２に対して長手方向に沿って部分的に延設される第２放射要素３８を、給電部Ｆの近傍において実質的に第１放射要素２２の幅を広げるようにして設けることができる。そのため、本実施形態の板状逆Ｆアンテナ２によれば、第１の実施形態のアンテナと同様に、低姿勢であって、かつアンテナの広帯域化を実現することができる。
【００３５】
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の板状逆Ｆアンテナは上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのは勿論である。
【００３６】
以上の各実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
【００３７】
（付記１）
板状の複数の要素を含む板状逆Ｆアンテナであって、
接地面を形成する接地要素と、
前記接地面と離間しつつ接地要素と同一方向に延びている第１放射要素と、
接地要素と第１放射要素を短絡する要素であって、第１放射要素の端部に設けられる第１短絡要素と、
接地要素と第１放射要素を短絡する要素であって、第１短絡要素と離間して設けられる第２短絡要素と、
前記第１短絡要素または前記第２短絡要素のいずれかに設けられた給電部と、
前記接地面と平行で、かつ第１放射要素に対して長手方向に沿って部分的に延設されている要素であって、前記給電部の近傍において実質的に前記第１放射要素の幅を広げるようにして設けられている第２放射要素と、
を備えた、板状逆Ｆアンテナ。
【００３８】
（付記２）
前記第２放射要素は、前記第１放射要素と直交した平面に設けられていることを特徴とする、
付記１に記載された板状逆Ｆアンテナ。
【００３９】
（付記３）
前記第２放射要素は、前記第１放射要素と同一平面に設けられていることを特徴とする、
付記１に記載された板状逆Ｆアンテナ。
【００４０】
（付記４）
前記第１放射要素の長手方向の長さをＬ１としたとき、前記第２放射要素の長手方向の長さはＬ１×１／４〜Ｌ１×３／４の範囲にあることを特徴とする、
付記１〜３のいずれかに記載された板状逆Ｆアンテナ。
【００４１】
（付記５）
前記第２放射要素は、前記第１放射要素の両端のうち前記第１短絡要素が設けられている端から、第１放射要素の長手方向に沿って延設されている矩形要素であることを特徴とする、
付記１〜４のいずれかに記載された板状逆Ｆアンテナ。
【００４２】
（付記６）
前記第２放射要素は、前記第１放射要素の両端のうち前記第１短絡要素が設けられている端から、第１放射要素の長手方向へ延びるにつれて幅が狭くなっている要素であることを特徴とする、
付記１〜４のいずれかに記載された板状逆Ｆアンテナ。
【００４３】
（付記７）
前記第１放射要素と前記接地要素の間に介挿される誘電体ブロックをさらに備えることを特徴とする、
付記１〜６のいずれかに記載された板状逆Ｆアンテナ。
【符号の説明】
【００４４】
１，２…板状逆Ｆアンテナ
１０，２０…接地要素
１２，２２…第１放射要素
１４，２４…第１短絡要素
１６，２６…第２短絡要素
１８，２８，３８…第２放射要素
Ｆ…給電部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信モジュールにおいて使用される板状逆Ｆアンテナの構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機、無線ＬＡＮ機器等の通信モジュールにおいて、回路基板上に実装される無線通信ユニット用のアンテナとして、回路基板をＧＮＤとして利用でき、かつ回路基板に対して比較的低姿勢で実装できる内蔵アンテナとして板状逆Ｆアンテナが知られている。板状逆Ｆアンテナは、板状の複数の要素からなり、アンテナを安価な板金によって製作でき、回路基板に対する取り付けが容易であるという利点を有しているため、様々な通信モジュールに適用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２６３４６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
板状逆Ｆアンテナの一例として板状逆Ｆアンテナ２００を図１に示す。
板状逆Ｆアンテナ２００は、回路基板のＧＮＤ面上に設置される板状の接地要素１００と、接地要素１００と略平行に延びている板状の放射要素１２０（長さＬ１、高さＨ）と、接地要素１００と放射要素１２０を短絡する板状の短絡要素１４０，１６０とを備える。短絡要素１６０には、回路基板からの無線信号が印加される給電部Ｆが設けられる。板状逆Ｆアンテナ２００は、文字通り全体として逆Ｆの字の形状で構成されている。
図２には、この板状逆Ｆアンテナ２００を回路基板のＧＮＤ面上に実装した状態を示している。図２に示すように、Ｋ１×Ｋ２の大きさのＧＮＤ面（Ｘ−Ｚ平面）上に板状逆Ｆアンテナ２００の接地要素１００が取り付けられている。図２に示すように、板状逆Ｆアンテナ２００は、回路基板上に実装される他の部品と干渉しないように回路基板上の端部に実装されることがある。
【０００５】
図３は、板状逆Ｆアンテナ２００の電磁界シミュレータによる結果であり、図２のとおり実装された板状逆Ｆアンテナ２００の（ａ）ＶＳＷＲ（電圧定在波比；Voltage Standing Wave Ratio）特性と、（ｂ）Ｘ−Ｙ平面における指向性とを示している。なお、図３は、図１においてＬ１＝７０ｍｍ、Ｈ＝９ｍｍ、短絡要素間の間隔＝４〜５ｍｍ、各短絡要素の幅＝２ｍｍ、アンテナの各要素の板厚を０．４ｍｍとし、図２において、Ｋ１＝Ｋ２＝７０ｍｍとした場合の結果である。また、図８および図９に示した例では、本実施形態の板状逆Ｆアンテナ１は、中心周波数が１ＧＨｚで動作するアンテナとして設計したものである。図３から、この板状逆Ｆアンテナ２００は、ＶＳＷＲ＝２のときの帯域幅が約２５ＭＨｚである一方、良好な全方位特性を備えていることが分かる。
【０００６】
ところで、この板状逆Ｆアンテナ２００では、アンテナが実装される通信モジュールの筐体のサイズ上の制限によって、接地要素１００を基準とした放射要素１２０の高さ（図１における高さＨ）を増加させることができず、アンテナのさらなる広帯域化を実現することが困難な場合がある。
【０００７】
そこで、発明の１つの側面では、低姿勢であって、かつ広帯域化を実現することを可能とした板状逆Ｆ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】
【０００８】
板状の複数の要素を含む板状逆Ｆアンテナが提供される。
この板状逆Ｆアンテナは、
（Ａ）接地面を形成する接地要素；
（Ｂ）接地面と離間しつつ接地要素と同一方向に延びている第１放射要素；
（Ｃ）接地要素と第１放射要素を短絡する要素であって、第１放射要素の端部に設けられる第１短絡要素；
（Ｄ）接地要素と第１放射要素を短絡する要素であって、第１短絡要素と離間して設けられる第２短絡要素；
（Ｅ）第１短絡要素または前記第２短絡要素のいずれかに設けられた給電部；
（Ｆ）接地面と平行で、かつ第１放射要素に対して長手方向に沿って部分的に延設されている要素であって、給電部の近傍において実質的に第１放射要素の幅を広げるようにして設けられている第２放射要素；
を備える。
【発明の効果】
【０００９】
開示の板状逆Ｆアンテナによれば、低姿勢であって、かつ広帯域化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】板状逆Ｆアンテナの一例を示す斜視図。
【図２】図１に示した板状逆Ｆアンテナが回路基板に実装された状態を示す図。
【図３】図２に示した状態の板状逆Ｆアンテナの特性の一例を示す図。
【図４】第１の実施形態の板状逆Ｆアンテナを示す斜視図。
【図５】第１の実施形態の板状逆Ｆアンテナが回路基板に実装された状態を示す図。
【図６】第１の実施形態の板状逆Ｆアンテナの一取付例を示す図。
【図７】第１の実施形態の板状逆Ｆアンテナが通信モジュールの筐体に取り付けられた状態の一例を示す図。
【図８】第１の実施形態の板状逆Ｆアンテナの好ましい取付方法を説明するため図。
【図９】第１の実施形態の板状逆Ｆアンテナの動作を説明するための図。
【図１０】第１の実施形態の板状逆Ｆアンテナの特性例を示す図。
【図１１】第１の実施形態の板状逆Ｆアンテナの特性例を示す図。
【図１２】第１の実施形態の板状逆Ｆアンテナの改変例を示す図。
【図１３】第１の実施形態の板状逆Ｆアンテナの改変例を示す図。
【図１４】第２の実施形態の板状逆Ｆアンテナを示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（１）第１の実施形態
（１−１）板状逆Ｆアンテナの構造
先ず、第１の実施形態の板状逆Ｆアンテナの構造について、図４および図５を参照して説明する。図４は、実施形態に係る板状逆Ｆアンテナ１を示す斜視図である。図５は、図４に示した板状逆Ｆアンテナ１が通信モジュールの回路基板に実装された状態を示す図である。
図４に示すように、本実施形態の板状逆Ｆアンテナ１は、板状の複数の要素を含む板金またはフィルムアンテナである。すなわち、板状逆Ｆアンテナ１は、接地要素１０、第１放射要素１２、第１短絡要素１４、第２短絡要素１６および第２放射要素１８を備える。本実施形態の板状逆Ｆアンテナ１の板金の材料は、例えば銅や洋白（銅と亜鉛、ニッケルから構成される合金）などの金属であることが好ましい。
接地要素１０は、ＧＮＤ（グランド）面（接地面）を形成しており、このＧＮＤ面は、板状逆Ｆアンテナ１が取り付けられる通信モジュールの回路基板のＧＮＤ面（基板ＧＮＤ面）に取り付けられる。接地要素１０の長手方向の長さは、取り付け対象となる回路基板のＧＮＤ面の領域を超えない程度であればよい。具体的には、図５に示すように、Ｋ１×Ｋ２の大きさのＧＮＤ面（Ｘ−Ｚ平面）上に本実施形態の板状逆Ｆアンテナ１の接地要素１０を取り付ける場合を想定すると、接地要素１０の長手方向の長さはＫ１と同一か、またはそれよりも短ければよい。なお、図５に示すように、板状逆Ｆアンテナ１は、回路基板上に実装される他の部品と干渉しないように回路基板の基板ＧＮＤ面上の端部に実装されることがあるが、取り付け位置は図５に示した位置に限られない。
【００１２】
第１放射要素１２は、ＧＮＤ面と離間しつつ接地要素１０と同一方向に延びている。第１放射要素１２の長手方向の長さＬ１は、動作周波数に対応する波長をλとしたときには概ねλ／４の長さとなっており（Ｌ１＝λ／４）、この長さのときに共振する。また、本実施形態の板状逆Ｆアンテナ１では、第１放射要素１２の上端位置の高さがＨであり、この高さＨの上限値は、板状逆Ｆアンテナ１の取り付け対象である通信モジュールの筐体のサイズによって制限される場合がある。
【００１３】
第１短絡要素１４と第２短絡要素１６は、接地要素１０と第１放射要素１２を短絡する要素である。第１短絡要素１４は、板状逆Ｆアンテナ１の端部に設けられる。第２短絡要素１６は、第１短絡要素１４と離間して設けられる。図４に示した例では、第１短絡要素１４と第２短絡要素１６は概ね平行に配置されている。第１短絡要素１４または第２短絡要素１６のいずれかには、図示しない回路基板から例えば同軸線路を介して高周波信号を板状逆Ｆアンテナ１に印加するための給電部Ｆが設けられる。図４に示した例では、第２短絡要素１６に給電部Ｆが設けられている。
【００１４】
第２放射要素１８は、接地要素１０のＧＮＤ面と平行であって、第１放射要素１２に対して長手方向に沿って部分的に延設されている要素である。すなわち、第１放射要素１２（長さＬ１）の長手方向に沿った、第２放射要素１８の長さをＬ２とすると、Ｌ２＜Ｌ１が成立する。また、図４に示す例では、第２放射要素１８は、第１放射要素１２と直交した平面に設けられている。
また、図４では第２放射要素１８の幅をＷで示しているが、第２放射要素１８は、給電部Ｆの近傍において実質的に第１放射要素１２の幅を広げるようにして設けられている。これにより、後述するように、板状逆Ｆアンテナ１の共振時において、第１放射要素１２の幅Ｗの広さに応じた複数の電流経路を設けることが可能となっている。ここで、本実施形態の板状逆Ｆアンテナ１では、第１放射要素１２が形成される面とＧＮＤ面が直交し、第２放射要素１８が形成される面とＧＮＤ面とが平行になっている。そのため、第２放射要素１８の幅Ｗを広くすることは、板状逆Ｆアンテナ１の高さＨを大きくすることにならず、板状逆Ｆアンテナ１全体を低姿勢とすることができる。
【００１５】
（１−２）板状逆Ｆアンテナの基板への取付方法
次に、本実施形態の板状逆Ｆアンテナ１の取付例について、図６〜８を参照して説明する。
図６は、本実施形態の板状逆Ｆアンテナ１の一取付例を示す図である。図５に示したように、本実施形態の板状逆Ｆアンテナ１は、通信モジュールの基板ＧＮＤ面に取り付けられた状態では、特に第１放射要素１２の剛性が低く、図４に示した形状を維持することが難しいことが考えられる。そこで、図６に示すように、接地要素１０と第２放射要素１８の間に誘電体ブロック５０を介挿し、この誘電体ブロック５０に第１放射要素１２を当接させる、あるいは接着させるようにしてもよい。図６に示す取付例では、誘電体ブロック５０の底部が基板ＧＮＤ面に接着剤等で接着させられる。誘電体ブロック５０の材料としては、例えばＡＢＳ等のプラスチック等でよい。
【００１６】
また、代替的に、本実施形態の板状逆Ｆアンテナ１の形状を維持しつつ、取付ネジで簡便に取り付けられるようにすることもできる。以下、図７および図８を参照して、取付ネジによって本実施形態の板状逆Ｆアンテナ１を通信モジュールの基板に取り付ける場合の取付方法の一例について説明する。図７は、本実施形態の板状逆Ｆアンテナ１が通信モジュールの筐体Ｃに取り付けられた状態を示している。図８は、（ａ）図７に示す状態とするための取付方法を説明するための分解図、および（ｂ）矢視Ａによる板状逆Ｆアンテナ１および誘電体ブロック５１の矢視図である。なお、図７および図８では、板状逆Ｆアンテナ１は、通信モジュールの回路基板の基板ＧＮＤ面上の端部に実装される場合が想定されている。図８では、通信モジュールの筐体Ｃが表側筐体Ｃ１と裏側筐体Ｃ２を連結させることによって形成されることが想定されている。
【００１７】
図７に示すように、この取付方法を採る前提として、接地要素１０と第２放射要素１８の間に誘電体ブロック５１を介挿される。また、図８（ｂ）に示すように、誘電体ブロック５１は第１放射要素１２の一方の面に当接される。これにより、第１放射要素１２が図４に示した形状を維持することが可能となる。また、図８に示すように、板状逆Ｆアンテナ１および基板ＧＮＤ面には、取付ネジを貫通させるためのネジ用孔が少なくとも２箇所設けられる。図８（ｂ）の矢視Ａに示すように、この２箇所のネジ用孔の位置は、板状逆Ｆアンテナ１の接地要素１０において、第２放射要素１８と誘電体ブロック５１と離間して設けられ、これによって、取付ネジの頭が第２放射要素１８および誘電体ブロック５１と干渉しないようになっている。このような取付方法を採ることで、本実施形態の板状逆Ｆアンテナ１の形状を維持しつつ、本実施形態の板状逆Ｆアンテナ１と基板ＧＮＤ面を一体的に取付ネジで簡便に取り付けることができるようになる。
【００１８】
（１−３）板状逆Ｆアンテナの動作
次に、図９を参照して、本実施形態の板状逆Ｆアンテナ１の動作を説明する。図９は、本実施形態の板状逆Ｆアンテナの動作を説明するための図である。
【００１９】
仮に第２放射要素１８が存在しないとすれば、第１放射要素１２の長手方向の長さＬ１はλ／４の長さとなっており（Ｌ１＝λ／４）、従来の板状逆Ｆアンテナのように、このλに応じた共振周波数で共振する。このときの共振モードは、給電部Ｆ近傍で電流が最大となり、第１放射要素１２の先端で電流がゼロとなる。一方、本実施形態の板状逆Ｆアンテナ１では、給電部Ｆの近傍で実質的に第１放射要素１２の幅が広がるように、第２放射要素１８が設けられている。そのため、図９に示すように、第１放射要素１２の幅に応じた複数の電流経路が想定される。図９では、この複数の電流を仮想的な３個の電流Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３で示している。この複数の電流は、第２放射要素１８が延設されていない第１放射要素１２の領域では、共通となっている。ここで、第２放射要素１８は、ＧＮＤ面と平行に設けられているため、第２放射要素１８上の流れる複数の電流に対して、第２放射要素１８とＧＮＤ面の間の容量はほぼ同一である。そのため、複数の電流（図９では、電流Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３）は同一の給電部Ｆの信号に対して動作する等価な電流である、ということが言える。板状逆Ｆアンテナ１の動作において等価な複数の電流は、図９に示したように、それぞれ電流経路が異なっているため、本実施形態の板状逆Ｆアンテナ１は等価的に、複数の放射要素の長さに応じた複数の共振点を備えているということができる。そのため、本実施形態の板状逆Ｆアンテナ１によれば、広帯域化を実現することが可能となる。
【００２０】
（１−４）板状逆Ｆアンテナの特性
次に、図１０および図１１を参照して、本実施形態の板状逆Ｆアンテナ１のＬ１，Ｌ２（図４参照）を変更したときの特性例について説明する。図１０において、（ａ）は第２放射要素１８の長さＬ２を変更したときの板状逆Ｆアンテナ１の帯域幅ＢＷ(Band Width)（ＶＳＷＲ＝２のとき）を、（ｂ）はアンテナ共振時の第１放射要素１２の長さＬ１と第２放射要素１８の長さＬ２の関係を、それぞれ示している。図１１は、板状逆Ｆアンテナ１の電磁界シミュレータによる結果であり、本実施形態の板状逆Ｆアンテナ１の（ａ）ＶＳＷＲ特性と、（ｂ）Ｘ−Ｙ平面における指向性とを示している。なお、図１０および図１１は、図４において、Ｈ＝９ｍｍ、短絡要素間の間隔＝４〜５ｍｍ、各短絡要素の幅＝２ｍｍ、アンテナの各要素の板厚を０．４ｍｍとし、図５において、Ｋ１＝Ｋ２＝７０ｍｍとした場合の結果である。また、図１０および図１１に示した例では、本実施形態の板状逆Ｆアンテナ１は、中心周波数（動作周波数）が１ＧＨｚで動作するアンテナとして設計したものである。
【００２１】
図１０では、接地要素１０と第２放射要素１８の間に誘電体ブロックが介挿されていない場合、つまり空気(air)が挿入されている場合と、誘電体ブロック（比誘電率をεr＝３とする。）が介挿されている場合とを示している。また、第２放射要素１８の幅Ｗが５ｍｍの場合と、１０ｍｍの場合とを示している。
図１０（ｂ）から、空気(air)が挿入されている場合には、Ｌ１が板状逆Ｆアンテナ１の動作周波数のλ／４に相当する約７０ｍｍ（１ＧＨｚではλ＝３００ｍｍ）であるときに共振していることが分かる。誘電体ブロック（比誘電率をεr＝３）が挿入されている場合には、誘電体による波長短縮効果から等価的にアンテナ実効長が短くなり、Ｌ１が約５４ｍｍであるときに共振していることが分かる。
【００２２】
図１０（ａ）を参照すると、本実施形態の板状逆Ｆアンテナ１では、第２放射要素１８を設けない場合（図でＬ２＝０の場合）と比較して、第２放射要素１８の大きさ（Ｌ２，Ｗ）にもよるが、アンテナの帯域幅が相当広くなっていることが分かる。例えば、空気(air)の挿入、Ｗ＝１０ｍｍおよびＬ２＝４０ｍｍの条件下で、アンテナの帯域幅は４０％増加している（２５ＭＨｚ→３５ＭＨｚ）。
【００２３】
また、図１０（ａ）を参照すると、第２放射要素１８の長さＬ２を長くし過ぎる場合には、アンテナの帯域幅の向上代が低下していくことが分かる。例えば、空気(air)の挿入、Ｗ＝１０ｍｍおよびＬ２＝４０ｍｍの条件下では、０＜Ｌ２（ｍｍ）≦４０の範囲では帯域幅ＢＷはＬ２が増加するにつれて単調増加するが、Ｌ２（ｍｍ）＝４０をピークとして、Ｌ２（ｍｍ）＞４０の範囲では、帯域幅ＢＷはＬ２が増加するにつれて減少していく。
このようなことが生ずる理由は、Ｌ２を長くし過ぎると、図９に示した、板状逆Ｆアンテナ１の動作において等価な複数の電流が生じ難くなり、放射要素の幅が全域で広くなった板状逆Ｆアンテナと同一の特性に近くなっていくためである。放射要素の幅が全域で広くなると、電流経路が異なる複数の共振モードが生じない。Ｌ２を長くし過ぎる場合であってもＬ２＝Ｌ１でなければ、等価な複数の電流による効果はある程度得られると考えられるが、共振時における第１放射要素１２の先端近傍における電流はゼロに近く、等価な複数の電流の分散が生じ難くなるため、その効果は限られる。
よって、第２放射要素１８を設けることで帯域幅は増加するが、その増加代を極大化するためには、第２放射要素１８の長さＬ２は概ね、Ｌ１×１／４〜Ｌ１×３／４の範囲にあることが好ましい。
【００２４】
図１０の（ａ）をさらに参照すると、第２放射要素１８の幅Ｗが広いほどアンテナの帯域幅も増加すると言える。しかしながら、第２放射要素１８の幅Ｗが広くなり過ぎるとことは、第１放射要素１２と直交する方向で意図しない共振が生じる虞がある。つまり、本実施形態の板状逆Ｆアンテナ１をマルチバンドとして動作させたくない場合、第２放射要素１８の幅Ｗを広くし過ぎると、アンテナとしての動作上好ましくない状況が生ずる。また、第２放射要素１８の幅Ｗを広くし過ぎると、取り付け対象となる通信モジュールの基板上の他の部品と干渉する虞もある。かかる観点から、第２放射要素１８の幅は概ね、λ／１５（１ＧＨｚで約２０ｍｍ）以下とすることが好ましい。
【００２５】
図１１を参照すると、本実施形態の板状逆Ｆアンテナ１は、空気(air)の挿入、Ｗ＝５ｍｍおよびＬ２＝４０ｍｍの条件下での特性の一例が示されるが、（ａ）に示すようにＶＳＷＲ＝２のときの帯域幅が約３１ＭＨｚであり、図３に示したものと比較して広帯域化が実現できていることが分かる。また、（ｂ）に示すように、この板状逆Ｆアンテナ１は、図３に示したものと同様、良好な全方位特性を備えていることが分かる。
【００２６】
以上説明したように、本実施形態の板状逆Ｆアンテナ１では、ＧＮＤ面と平行であって、第１放射要素１２に対して長手方向に沿って部分的に延設される第２放射要素１８を、給電部Ｆの近傍において実質的に第１放射要素１２の幅を広げるようにして設けるようにした。そのため、本実施形態の板状逆Ｆアンテナ１によれば、低姿勢であって、かつアンテナの広帯域化を実現することができる。
【００２７】
（１−５）変形例
本実施形態の板状逆Ｆアンテナは、図４に示した形状以外の様々な形状に改変することができる。
例えば、板状逆Ｆアンテナ１は、取り付け対象となる通信モジュールの筐体のサイズによる制約条件に応じて、適宜改変することができる。例えば、図１２に例示するように、第１放射要素１２の長手方向において筐体のサイズに制限がある場合には、その筐体にアンテナを収容できるように、第１放射要素１２の先端部に折り曲げ部１２ａを設け、アンテナ実効長を確保しつつ通信モジュールの所定の大きさの筐体に収容できるようにしてもよい。
【００２８】
また、図４では、第２放射要素は矩形としたが、これに限られない。ＧＮＤ面と平行であって、給電部Ｆの近傍において実質的に第１放射要素１２の幅を広げるようにして設けられている限り、第２放射要素の形状は矩形に限られない。第２放射要素が矩形以外の場合の例を図１３に示す。図１３に示す第２放射要素２８は、第１放射要素１２の第１短絡要素１４の側の端から徐々にその幅が小さくなるような形状となっている。図１３に示す第２放射要素２８もまた、ＧＮＤ面と平行であって、給電部Ｆの近傍において実質的に第１放射要素１２の幅を広げるという条件を満たしている。
【００２９】
（２）第２の実施形態
以下、第２の実施形態の板状逆Ｆアンテナについて説明する。
第２の実施形態の板状逆Ｆアンテナの構造について、図１４を参照して説明する。図１４は、本実施形態に係る板状逆Ｆアンテナ２を示す斜視図である。
図１４に示すように、本実施形態の板状逆Ｆアンテナ２は、前述した板状逆Ｆアンテナ１と同様、板状の複数の要素を含む板金またはフィルムアンテナである。すなわち、板状逆Ｆアンテナ２は、接地要素２０、第１放射要素２２、第１短絡要素２４、第２短絡要素２６および第２放射要素３８を備える。
【００３０】
接地要素２０は、ＧＮＤ面（接地面）を形成しており、このＧＮＤ面は、板状逆Ｆアンテナ２が取り付けられる通信モジュールの回路基板のＧＮＤ面（基板ＧＮＤ面）に取り付けられる。
【００３１】
第１放射要素２２は、ＧＮＤ面と離間しつつ接地要素２０と同一方向に延びている。本実施形態では、第１の実施形態の場合と異なり、第１放射要素２２は、ＧＮＤ面と平行である。第１放射要素２２の長手方向の長さは、動作周波数に対応する波長をλとしたときには概ねλ／４の長さとなっており、この長さのときに共振する。また、本実施形態の板状逆Ｆアンテナ１では、第１放射要素２２の面のＧＮＤ面からの高さの上限値は、板状逆Ｆアンテナ２の取り付け対象である通信モジュールの筐体のサイズによって制限される場合がある。
【００３２】
第１短絡要素２４と第２短絡要素２６は、接地要素２０と第１放射要素２２を短絡する要素である。第１短絡要素２４は、板状逆Ｆアンテナ２の端部に設けられる。第２短絡要素２６は、第１短絡要素２４と離間して設けられる。図１４に示した例では、第１短絡要素２４と第２短絡要素２６は概ね平行に配置されている。第１短絡要素２４または第２短絡要素２６のいずれかには、図示しない回路基板から例えば同軸線路を介して高周波信号を板状逆Ｆアンテナ２に印加するための給電部Ｆが設けられる。図１４に示した例では、第２短絡要素２６に給電部Ｆが設けられている。
【００３３】
第２放射要素３８は、接地要素２０のＧＮＤ面と平行であって、第１放射要素２２に対して長手方向に沿って部分的に延設されている要素である。図１４に示す例では、第２放射要素３８は、第１放射要素２２と同一平面に設けられている。
また、第１の実施形態の第２放射要素１８と同様に、本実施形態の第２放射要素３８は、給電部Ｆの近傍において実質的に第１放射要素２２の幅を広げるようにして設けられている。これにより、板状逆Ｆアンテナ２の共振時において、第１放射要素２２の幅の広さに応じた複数の電流経路を設けることが可能となっている。板状逆Ｆアンテナ２の共振動作は、第１の実施形態で述べた動作を同様である。ここで、本実施形態の板状逆Ｆアンテナ２では、第１放射要素２２および第２放射要素３８が形成される面とＧＮＤ面が平行になっている。そのため、第２放射要素３８の幅を広くすることは、板状逆Ｆアンテナ２の高さを大きくすることにならず、板状逆Ｆアンテナ２全体を低姿勢とすることができる。
【００３４】
図１４に示した構成を採ることで、本実施形態の板状逆Ｆアンテナ２においても、ＧＮＤ面と平行であって、第１放射要素２２に対して長手方向に沿って部分的に延設される第２放射要素３８を、給電部Ｆの近傍において実質的に第１放射要素２２の幅を広げるようにして設けることができる。そのため、本実施形態の板状逆Ｆアンテナ２によれば、第１の実施形態のアンテナと同様に、低姿勢であって、かつアンテナの広帯域化を実現することができる。
【００３５】
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の板状逆Ｆアンテナは上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのは勿論である。
【００３６】
以上の各実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
【００３７】
（付記１）
板状の複数の要素を含む板状逆Ｆアンテナであって、
接地面を形成する接地要素と、
前記接地面と離間しつつ接地要素と同一方向に延びている第１放射要素と、
接地要素と第１放射要素を短絡する要素であって、第１放射要素の端部に設けられる第１短絡要素と、
接地要素と第１放射要素を短絡する要素であって、第１短絡要素と離間して設けられる第２短絡要素と、
前記第１短絡要素または前記第２短絡要素のいずれかに設けられた給電部と、
前記接地面と平行で、かつ第１放射要素に対して長手方向に沿って部分的に延設されている要素であって、前記給電部の近傍において実質的に前記第１放射要素の幅を広げるようにして設けられている第２放射要素と、
を備えた、板状逆Ｆアンテナ。
【００３８】
（付記２）
前記第２放射要素は、前記第１放射要素と直交した平面に設けられていることを特徴とする、
付記１に記載された板状逆Ｆアンテナ。
【００３９】
（付記３）
前記第２放射要素は、前記第１放射要素と同一平面に設けられていることを特徴とする、
付記１に記載された板状逆Ｆアンテナ。
【００４０】
（付記４）
前記第１放射要素の長手方向の長さをＬ１としたとき、前記第２放射要素の長手方向の長さはＬ１×１／４〜Ｌ１×３／４の範囲にあることを特徴とする、
付記１〜３のいずれかに記載された板状逆Ｆアンテナ。
【００４１】
（付記５）
前記第２放射要素は、前記第１放射要素の両端のうち前記第１短絡要素が設けられている端から、第１放射要素の長手方向に沿って延設されている矩形要素であることを特徴とする、
付記１〜４のいずれかに記載された板状逆Ｆアンテナ。
【００４２】
（付記６）
前記第２放射要素は、前記第１放射要素の両端のうち前記第１短絡要素が設けられている端から、第１放射要素の長手方向へ延びるにつれて幅が狭くなっている要素であることを特徴とする、
付記１〜４のいずれかに記載された板状逆Ｆアンテナ。
【００４３】
（付記７）
前記第１放射要素と前記接地要素の間に介挿される誘電体ブロックをさらに備えることを特徴とする、
付記１〜６のいずれかに記載された板状逆Ｆアンテナ。
【符号の説明】
【００４４】
１，２…板状逆Ｆアンテナ
１０，２０…接地要素
１２，２２…第１放射要素
１４，２４…第１短絡要素
１６，２６…第２短絡要素
１８，２８，３８…第２放射要素
Ｆ…給電部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状の複数の要素を含む板状逆Ｆアンテナであって、
接地面を形成する接地要素と、
前記接地面と離間しつつ接地要素と同一方向に延びている第１放射要素と、
接地要素と第１放射要素を短絡する要素であって、第１放射要素の端部に設けられる第１短絡要素と、
接地要素と第１放射要素を短絡する要素であって、第１短絡要素と離間して設けられる第２短絡要素と、
前記第１短絡要素または前記第２短絡要素のいずれかに設けられた給電部と、
前記接地面と平行で、かつ第１放射要素に対して長手方向に沿って部分的に延設されている要素であって、前記給電部の近傍において実質的に前記第１放射要素の幅を広げるようにして設けられている第２放射要素と、
を備えた、板状逆Ｆアンテナ。
【請求項２】
前記第２放射要素は、前記第１放射要素と直交した平面に設けられていることを特徴とする、
請求項１に記載された板状逆Ｆアンテナ。
【請求項３】
前記第２放射要素は、前記第１放射要素と同一平面に設けられていることを特徴とする、
請求項１に記載された板状逆Ｆアンテナ。
【請求項４】
前記第１放射要素の長手方向の長さをＬ１としたとき、前記第２放射要素の長手方向の長さはＬ１×１／４〜Ｌ１×３／４の範囲にあることを特徴とする、
請求項１〜３のいずれかに記載された板状逆Ｆアンテナ。
【請求項１】
板状の複数の要素を含む板状逆Ｆアンテナであって、
接地面を形成する接地要素と、
前記接地面と離間しつつ接地要素と同一方向に延びている第１放射要素と、
接地要素と第１放射要素を短絡する要素であって、第１放射要素の端部に設けられる第１短絡要素と、
接地要素と第１放射要素を短絡する要素であって、第１短絡要素と離間して設けられる第２短絡要素と、
前記第１短絡要素または前記第２短絡要素のいずれかに設けられた給電部と、
前記接地面と平行で、かつ第１放射要素に対して長手方向に沿って部分的に延設されている要素であって、前記給電部の近傍において実質的に前記第１放射要素の幅を広げるようにして設けられている第２放射要素と、
を備えた、板状逆Ｆアンテナ。
【請求項２】
前記第２放射要素は、前記第１放射要素と直交した平面に設けられていることを特徴とする、
請求項１に記載された板状逆Ｆアンテナ。
【請求項３】
前記第２放射要素は、前記第１放射要素と同一平面に設けられていることを特徴とする、
請求項１に記載された板状逆Ｆアンテナ。
【請求項４】
前記第１放射要素の長手方向の長さをＬ１としたとき、前記第２放射要素の長手方向の長さはＬ１×１／４〜Ｌ１×３／４の範囲にあることを特徴とする、
請求項１〜３のいずれかに記載された板状逆Ｆ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１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１２−２３１２１９（Ｐ２０１２−２３１２１９Ａ）
【公開日】平成２４年１１月２２日（２０１２．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９７００５（Ｐ２０１１−９７００５）
【出願日】平成２３年４月２５日（２０１１．４．２５）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【出願人】（０００００３６８７）東京電力株式会社 (2,580)
【公開日】平成２４年１１月２２日（２０１２．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月２５日（２０１１．４．２５）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【出願人】（０００００３６８７）東京電力株式会社 (2,580)
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