特許 6051723 パッチアンテナ及び無線通信機器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6051723

(24)【登録日】2016年12月9日

(45)【発行日】2016年12月27日

(54)【発明の名称】パッチアンテナ及び無線通信機器

(51)【国際特許分類】

   H01Q 13/08 20060101AFI20161219BHJP

【ＦＩ】

   H01Q13/08

【請求項の数】4

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2012-206786(P2012-206786)

(22)【出願日】2012年9月20日

(65)【公開番号】特開2014-64085(P2014-64085A)

(43)【公開日】2014年4月10日

【審査請求日】2015年9月8日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001443

【氏名又は名称】カシオ計算機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001254

【氏名又は名称】特許業務法人光陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】阿部 和明

【審査官】 佐藤 当秀

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００３−３４７８３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１８４０７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−２７０６２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２５８５３８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０４Ｒ ６０／００− ６０／１４

Ｈ０１Ｑ ９／０４

Ｈ０１Ｑ １３／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

誘電体の上面に沿って設けられた放射素子、この放射素子に電気的に接続された給電部材、及び前記誘電体の下面に沿って設けられた接地導体を有し、円偏波アンテナとして動作するパッチアンテナにおいて、
放射素子の上面は、電流経路を上下方向に屈曲又は湾曲させる起伏部を有し、
前記起伏部の稜線及び谷線は前記誘電体の平面視中央で収束していることを特徴とするパッチアンテナ。

【請求項2】

前記誘電体は、前面及び後面が長方形で形成されて右側面及び左側面の上縁が三角波状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のパッチアンテナ。

【請求項3】

前記誘電体は、前面及び後面の高さと右側面及び左側面の谷底の高さとが同じであることを特徴とする請求項１又は２に記載のパッチアンテナ。

【請求項4】

請求項１から３のいずれか一項に記載のパッチアンテナを備えたことを特徴とする無線通信機器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、パッチアンテナ及び無線通信機器に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、腕時計型の無線端末においては、当該無線端末を装着する腕等からの影響によるアンテナ特性の劣化の問題がある。そこで、この種の無線端末においては、ＧＮＤ面に対して天頂方向に指向性を持ち、当該無線端末を装着する腕等からの影響を受けにくい性質を有するパッチアンテナが使用されてきている。このパッチアンテナは、誘電体と、誘電体の上面に沿って設けられた放射素子と、誘電体の下面に沿って設けられた接地導体とを備えている（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

このパッチアンテナとして、円偏波アンテナとして動作するパッチアンテナが知られているが、このパッチアンテナは、一般的に、正四角柱の立体形状となっていて、平面視で正方形となっている。また、このパッチアンテナは、厚さ（上面の高さ）サイズが一定となるように形成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００２−１９８７２５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところが、例えば、パッチアンテナを収納するアンテナケースが平面視で長方形の場合で、アンテナケースの長方形の短辺サイズがパッチアンテナの正方形の一辺サイズよりも小さいとき等には、パッチアンテナをアンテナケースに組み込めない場合がある。
この場合、パッチアンテナをアンテナケースに合わせて長方形とすることも考えられるが、アンテナケースの縦横比が大きい場合には、アンテナケースの短辺側で放射素子の電流経路長さを十分に確保できず、円偏波特性を維持できなくなる虞もあった。

【0006】

本発明は、このような問題点に鑑みなされたもので、円偏波特性を維持しつつ、小型化が図れるパッチアンテナ及び当該パッチアンテナを搭載した無線通信機器を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明に係るパッチアンテナは、
誘電体の上面に沿って設けられた放射素子、この放射素子に電気的に接続された給電部材、及び前記誘電体の下面に沿って設けられた接地導体を有し、円偏波アンテナとして動作するパッチアンテナにおいて、
放射素子の上面は、電流経路を上下方向に屈曲又は湾曲させる起伏部を有し、
前記起伏部の稜線及び谷線は前記誘電体の平面視中央で収束していることを特徴とする。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、放射素子の上面は、電流経路を上下方向に屈曲又は湾曲させる起伏部を有しているので、この起伏部では電流経路長さを大きく取れることから、放射素子の上面が平面であり電流経路長さが同じであるパッチアンテナの場合に比べて、電流経路の平面上での長さサイズを小さくすることができ、パッチアンテナひいては当該パッチアンテナを搭載した無線通信機器の小型化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】第１の実施形態に係るパッチアンテナの斜視図である。

【図2】図１のパッチアンテナの放射素子を伸展した状態を示す平面図である。

【図3】図１のパッチアンテナの実装構造の一例を示す断面図である。

【図4】第２の実施形態に係るパッチアンテナの斜視図である。

【図5】第３の実施形態に係るパッチアンテナの斜視図である。

【図6】第４の実施形態に係るパッチアンテナの斜視図である。

【図7】第５の実施形態に係るパッチアンテナの斜視図である。

【図8】第６の実施形態に係るパッチアンテナの斜視図である。

【図9】図１のパッチアンテナを搭載した腕時計を示した図であり、図９（Ａ）は平面図であり、図９（Ｂ）は一部を切欠いた側面図である。

【図10】放射素子の変形例を示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、図面に基づいて、本発明を実施するための形態を具体的に説明する。

【0012】

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係るパッチアンテナの斜視図である。
このパッチアンテナ１１０ａは、誘電体１１２ａの上面に放射素子１１１ａを、誘電体１１２ａの下面に接地導体１１３ａを備えている。

【0013】

このうち、誘電体１１２ａは、平面視で横長の長方形である。この誘電体１１２ａの厚さ（上面の高さ）サイズは、図１に示すように、後部側で一定で、前部側で前方に向けて徐々に減少している。すなわち、誘電体１１２ａの上面は、後部側では厚さサイズ一定の水平面１１２ａ−１、前部側では前方に向けて下向き傾斜を有する傾斜面１１２ａ−２となっている。換言すれば、誘電体１１２ａの上面は、縦方向（奥行き方向）で所定角度屈曲された形状となっていて起伏部を有している。
ここで、誘電体１１２ａの水平面１１２ａ−１と傾斜面１１２ａ−２とは、特に限定はされないが、同じ面積となっている。そのため、平面視で、水平面１１２ａ−１の縦サイズの方が、傾斜面１１２ａ−２の縦サイズよりも大きくなっている。勿論、平面視で、水平面１１２ａ−１の縦サイズと、傾斜面１１２ａ−２の縦サイズとが同じとなるように誘電体１１２ａを形成してもよい。この場合には、水平面１１２ａ−１の面積の方が、傾斜面１１２ａ−２の面積よりも小さくなる。

【0014】

また、放射素子１１１ａは誘電体１１２ａの上面に沿って一定の厚さサイズで形成されている。この放射素子１１１ａは、伸展した状態では、縦長の長方形となっている。ここで、「伸展」とは、平面となるように伸び拡げることを言う。この放射素子１１１ａの上面は、側面視で、誘電体１１２ａの上面に倣って、縦方向（奥行き方向）で所定角度屈曲された形状となっていて起伏部を有している。そして、この放射素子１１１ａは、平面視で、４つの辺のそれぞれが誘電体１１２ａの４つの辺のそれぞれと１対１で対向し、この対向する辺同士が互いに平行となるように誘電体１１２ａの上面に形成されている。この場合、特に限定はされないが、誘電体１１２ａの水平面１１２ａ−１に形成される素子部分１１１ａ−１と、誘電体１１２ａの傾斜面１１２ａ−２に形成される素子部分１１１ａ−２とは同じ面積となっている。そのため、平面視で、素子部分１１１ａ−１の縦サイズの方が、素子部分１１１ａ−２の縦サイズよりも大きくなっている。勿論、平面視で、素子部分１１１ａ−１の縦サイズと、素子部分１１１ａ−２の縦サイズとが同じとなるように放射素子１１１ａを形成してもよい。この場合には、素子部分１１１ａ−１の面積の方が、素子部分１１１ａ−２の面積よりも小さくなる。

【0015】

また、接地導体１１３ａは誘電体１１２ａの下面に沿って形成されている。この接地導体１１３ａは、後述する同軸ケーブル１２０ａが位置している箇所を除いて、誘電体１１２ａの下面全体に亘って形成されている。つまり、接地導体１１３ａの外形は、平面視で、誘電体１１２ａと同様に横長の長方形となっている。この接地導体１１３ａは、例えば、所定の銀箔、金側板又は金属膜で構成されている。

【0016】

そして、図３に示すように、この接地導体１１３ａと誘電体１１２ａとを貫通するように給電部材である同軸ケーブル１２０ａが配置されている。この同軸ケーブル１２０ａの芯線（内部導体）１２１ａは放射素子１１１ａに半田（図示せず）を介して電気的に接続されている。この場合の放射素子１１１ａへの接続位置（給電位置）１２３ａはインピーダンス整合が図れ、且つ、円偏波を受信するために９０°の位相差を持った直交する電流を放射素子１１１ａ上に流すことができる位置である。
一方、同軸ケーブル１２０ａの外部導体１２２ａは接地導体１１３ａに半田（図示せず）を介して電気的に接続されている。
なお、同軸ケーブル１２０ａに代えて、同じく給電部材である給電ピンによって放射素子１１１ａに給電するようにしてもよい。

【0017】

ここで、同軸ケーブル１２０ａと放射素子１１１ａとの電気的接続位置である給電位置１２３ａについて図２を用いて説明する。
図２は、図１のパッチアンテナ１１０ａの放射素子１１１ａを伸展した状態を示す図である。同図においては、説明の便宜上、放射素子１１０ａの中心Ｏを通る横線をＸ軸、放射素子１１０ａの中心Ｏを通る縦線をＹ軸としている。そして、Ｘ軸において、放射素子１１０ａの中心Ｏより右の部分をＸ（＋）、放射素子１１０ａの中心Ｏより左の部分をＸ（−）とし、Ｙ軸において、放射素子１１０ａの中心Ｏより上の部分をＹ（＋）、放射素子１１０ａの中心Ｏより下の部分をＹ（−）としている。
第１の実施形態のパッチアンテナ１１０ａの給電位置１２３ａは、インピーダンス整合が図れ且つ右旋偏波アンテナとして機能するように、放射素子１１１ａを伸展した状態で見た場合に、放射素子１１１ａの中心Ｏからオフセットされた位置で、Ｘ（−）且つＹ（−）となる領域に設けられている。具体的には、放射素子１１１ａの横方向の辺の共振周波数をｆ１、縦方向の辺の共振周波数をｆ２としたとき、受信周波数ｆ０（＝（ｆ１−ｆ２）／２））における位相差が９０°となり、さらに、インピーダンス整合が取れた状態となるように各辺の長さと給電位置とを調整している。この給電位置１２３ａは、放射素子１１１ａを伸展した状態で見た場合に、放射素子１１１ａの中心Ｏからオフセットされた位置で、Ｘ（＋）且つＹ（＋）となる領域に設けられていてもよい。
なお、ここでは、パッチアンテナ１１０ａを右旋偏波アンテナとして機能させる場合を述べたが、左旋偏波アンテナとして機能させる場合には、放射素子１１１ａを伸展した状態で見た場合に、放射素子１１１ａの中心Ｏからオフセットされた位置で、Ｘ（＋）且つＹ（−）となる領域又はＸ（−）且つＹ（＋）となる領域に設ければよい。

【0018】

以上のように構成されたパッチアンテナ１１０ａによれば、次のような効果を得ることができる。
すなわち、誘電体１１２ａの上面は、後部側の水平面１１２ａ−１に対して前部側の傾斜面１１２ａ−２が下方に所定角度屈曲された形状であり、この誘電体１１２ａの上面に沿って放射素子１１１ａが形成されているので、放射素子１１１ａの縦方向の辺を流れる電流の経路が、上面に屈曲のない放射素子の場合よりも長くなり、アンテナ外形の縦方向のサイズを小さくしても電流経路のバランスが取れて円偏波特性とすることができる。その結果、パッチアンテナ１１０ａの小型化が実現できる。
ちなみに、放射素子の対向する１組の辺のそれぞれに切り込みを入れて当該辺のサイズを小さくした円偏波のパッチアンテナと比較すれば、切り込みを入れた場合には、切り込み長さが長くなると（電流が流れる幅が狭くなり）電流が流れにくくなるため、熱損失を生じてアンテナ特性の劣化が生じる虞があるが、このパッチアンテナ１１０ａでは切り込みが存在しないため、そのような問題を生じることはない。この点は、以下の実施形態において同様である。

【0019】

（第２の実施形態）
図４は、本発明の第２の実施形態に係るパッチアンテナの斜視図である。
このパッチアンテナ１１０ｂは、誘電体１１２ｂの上面に放射素子１１１ｂを、誘電体１１２ｂの下面に接地導体１１３ｂを備えている。この点では、このパッチアンテナ１１０ｂは第１の実施形態のパッチアンテナ１１０ａと共通している。

【0020】

このうち、誘電体１１２ｂは、平面視で横長の長方形である。この誘電体１１２ｂの上面の高さは、後部側で前方に向けて徐々に増加し、前部側で前方に向けて徐々に減少している。すなわち、誘電体１１２ｂの上面は、後部側では前方に向けて上向き傾斜を有する傾斜面１１２ｂ−１となっており、前部側では前方に向けて下向き傾斜を有する傾斜面１１２ｂ−２となっている。換言すれば、誘電体１１２ｂの上面は、側面視で、後部側の傾斜面１１２ｂ−１と前部側の傾斜面１１２ｂ−２とが山形状に屈曲された形状となっていて起伏部を有している。
ここで、傾斜面１１２ｂ−１の面積と傾斜面１１２ｂ−２の面積とについて言えば、同じ面積であっても、異なっていてもよい。

【0021】

また、放射素子１１１ｂは誘電体１１２ｂの上面に沿って形成されている。この放射素子１１１ｂは、伸展した状態では、縦長の長方形となっている。そして、放射素子１１１ｂの上面は、後部側では前方に向けて上向き傾斜を有する素子部分１１１ｂ−１となっており、前部側では前方に向けて下向き傾斜を有する素子部分１１１ｂ−２となっている。換言すれば、放射素子１１１ｂの上面は、側面視で、誘電体１１２ｂの上面に倣って、後部側の素子部分１１１ｂ−１と前部側の素子部分１１１ｂ−２とが山形に屈曲された形状となって起伏部を有している。この場合、特に限定はされないが、素子部分１１１ｂ−１の面積と素子部分１１１ｂ−２の面積とは同じであっても、異なっていてもよい。

【0022】

なお、このパッチアンテナ１１０ｂは、他の点では第１の実施形態のパッチアンテナ１１０ａと同様となっている。また、パッチアンテナ１１０ｂの実装構造は第１の実施形態のパッチアンテナ１１０ａと同様の実装構造を採用可能である。また、図４において符号１２３ｂは給電位置である。

【0023】

以上のように構成されたパッチアンテナ１１０ｂによれば、次のような効果を得ることができる。
すなわち、誘電体１１２ｂの上面は、後部側では前方に向けて上向き傾斜を有する傾斜面１１２ｂ−１、前部側では前方に向けて下向き傾斜を有する傾斜面１１２ｂ−２であり、この誘電体１１２ｂの上面に沿って放射素子１１１ｂが形成されているので、放射素子１１１ｂの縦方向の辺を流れる電流の経路が、上面に屈曲のない放射素子の場合よりも長くなり、アンテナ外形の縦方向のサイズを小さくしても電流経路のバランスが取れて円偏波特性とすることができる。その結果、パッチアンテナ１１０ｂの小型化が実現できる。

【0024】

（第３の実施形態）
図５は、本発明の第３の実施形態に係るパッチアンテナの斜視図である。
このパッチアンテナ１１０ｃは、誘電体１１２ｃの上面に放射素子１１１ｃを、誘電体１１２ｃの下面に接地導体１１３ｃを備えている。この点では、このパッチアンテナ１１０ｃは第１の実施形態のパッチアンテナ１１０ａと共通している。

【0025】

このうち、誘電体１１２ｃは、平面視で横長の長方形である。また、誘電体１１２ｃの前面及び後面は長方形である。一方、誘電体１１２ｃの右側面及び左側面の上縁は、側面視で、正弦波状となっている。そして、誘電体１１２ｃの右側面及び左側面の頂点同士を結ぶ稜線と、誘電体１１２ｃの右側面及び左側面の谷底同士を結ぶ谷線とは、誘電体１１２ｃの前辺及び後辺に対して平行となっている。このように、誘電体１１２ｃの上面は全体的に正弦波状に湾曲した形状となっていて周期的に起伏部を有している。

【0026】

また、放射素子１１１ｃは誘電体１１２ｃの上面に沿って形成されている。この放射素子１１１ｃは、伸展した状態では、縦長の長方形となっている。そして、この放射素子１１１ｃの上面は、誘電体１１２ｃの上面に倣って正弦波状に湾曲した形状となっていて周期的に起伏部を有している。

【0027】

なお、このパッチアンテナ１１０ｃは、他の点では第１の実施形態のパッチアンテナ１１０ａと同様となっている。また、パッチアンテナ１１０ｃの実装構造は第１の実施形態のパッチアンテナ１１０ａと同様の実装構造を採用可能である。また、図５において符号１２３ｃは給電位置である。

【0028】

以上のように構成されたパッチアンテナ１１０ｃによれば、次のような効果を得ることができる。
すなわち、誘電体１１２ｃの上面は正弦波状に湾曲した形状であり、この誘電体１１２ｃの上面に沿って放射素子１１１ｃが形成されているので、放射素子１１１ｃの縦方向の辺を流れる電流の経路が、上面に湾曲のない放射素子の場合よりも長くなり、アンテナ外形の縦方向のサイズを小さくしても電流経路のバランスが取れて円偏波特性とすることができる。その結果、パッチアンテナ１１０ｃの小型化が実現できる。

【0029】

（第４の実施形態）
図６は、本発明の第４の実施形態に係るパッチアンテナの斜視図である。
このパッチアンテナ１１０ｄは、誘電体１１２ｄの上面に放射素子１１１ｄを、誘電体１１２ｄの下面に接地導体１１３ｄを備えている。この点では、このパッチアンテナ１１０ｄは第１の実施形態のパッチアンテナ１１０ａと共通している。

【0030】

このうち、誘電体１１２ｄは、平面視で横長の長方形である。また、誘電体１１２ｄの前面及び後面は長方形である。一方、誘電体１１２ｄの右側面及び左側面の上縁は、側面視で、三角波状となっている。そして、誘電体１１２ｄの右側面及び左側面の頂点同士を結ぶ稜線と、誘電体１１２ｄの右側面及び左側面の谷底同士を結ぶ谷線とは、誘電体１１２ｄの前辺及び後辺に対して平行となっている。このように、誘電体１１２ｄの上面は三角波状に屈曲した形状となっていて周期的に起伏部を有している。

【0031】

また、放射素子１１１ｄは誘電体１１２ｄの上面に沿って形成されている。この放射素子１１１ｄは、伸展した状態では、縦長の長方形となっている。この放射素子１１１ｄは誘電体１１２ｄの上面に沿って形成されている。そして、放射素子１１１ｄの上面は、誘電体１１２ｄの上面に倣って三角波状に屈曲した形状となっていて周期的に起伏部を有している。

【0032】

なお、このパッチアンテナ１１０ｄは、他の点では第１の実施形態のパッチアンテナ１１０ａと同様となっている。また、パッチアンテナ１１０ｄの実装構造は第１の実施形態のパッチアンテナ１１０ａと同様の実装構造を採用可能である。また、図６において符号１２３ｄは給電位置である。

【0033】

以上のように構成されたパッチアンテナ１１０ｄによれば、次のような効果を得ることができる。
すなわち、誘電体１１２ｄの上面は三角波状に屈曲した形状であり、この誘電体１１２ｄの上面に沿って放射素子１１１ｄが形成されているので、放射素子１１１ｄの縦方向を流れる電流の経路が、上面に屈曲のない放射素子の場合よりも長くなり、アンテナ外形の縦方向のサイズを小さくしても電流経路のバランスが取れて円偏波特性とすることができる。その結果、パッチアンテナ１１０ｄの小型化が実現できる。

【0034】

（第５の実施形態）
図７は、本発明の第４の実施形態に係るパッチアンテナの斜視図である。
このパッチアンテナ１１０ｅは、誘電体１１２ｅの上面に放射素子１１１ｅを、誘電体１１２ｅの下面に接地導体１１３ｅを備えている。この点では、このパッチアンテナ１１０ｅは第１の実施形態のパッチアンテナ１１０ａと共通している。

【0035】

このうち、誘電体１１２ｅは、平面視で横長の長方形である。また、誘電体１１２ｅの前面及び後面は長方形である。一方、誘電体１１２ｅの右側面及び左側面の上縁は、側面視で、鋸歯状となっている。そして、誘電体１１２ｅの右側面及び左側面の頂点同士を結ぶ稜線と、誘電体１１２ｅの右側面及び左側面の谷底同士を結ぶ谷線とは、誘電体１１２ｅの前辺及び後辺に対して平行となっている。このように、誘電体１１２ｅの上面は鋸歯状に屈曲した形状となっていて周期的に起伏部を有している。

【0036】

また、放射素子１１１ｅは誘電体１１２ｅの上面に沿って形成されている。この放射素子１１１ｅは、伸展した状態では、縦長の長方形となっている。そして、放射素子１１１ｅの上面は、誘電体１１２ｅに倣って鋸歯状に屈曲した形状となっていて周期的に起伏部を有している。

【0037】

なお、このパッチアンテナ１１０ｅは、他の点では第１の実施形態のパッチアンテナ１１０ａと同様となっている。また、パッチアンテナ１１０ｅの実装構造は第１の実施形態のパッチアンテナ１１０ａと同様の実装構造を採用可能である。また、図７において符号１２３ｅは給電位置である。

【0038】

以上のように構成されたパッチアンテナ１１０ｅによれば、次のような効果を得ることができる。
すなわち、誘電体１１２ｅの上面は鋸歯状に屈曲した形状であり、この誘電体１１２ｅの上面に沿って放射素子１１１ｅが形成されているので、放射素子１１１ｅの縦方向の辺を流れる電流の経路が、上面に屈曲のない放射素子の場合よりも長くなり、アンテナ外形の縦方向のサイズを小さくしても電流経路のバランスが取れて円偏波特性とすることができる。その結果、パッチアンテナ１１０ｅの小型化が実現できる。

【0039】

（第６の実施形態）
図８は、本発明の第６の実施形態に係るパッチアンテナの斜視図である。
このパッチアンテナ１１０ｆは、誘電体１１２ｆの上面に放射素子１１１ｆを、誘電体１１２ｆの下面に接地導体１１３ｆを備えている。この点では、このパッチアンテナ１１０ｆは第１の実施形態のパッチアンテナ１１０ａと共通している。

【0040】

このうち、誘電体１１２ｆは、前面及び後面が長方形、右側面及び左側面の上縁が三角波状に形成されている。そして、誘電体１１２ｆの前面及び後面の高さと、右側面及び左側面の三角波状部分の谷底の高さとが同じとなっている。また、右側面及び左側面の三角波状部分の頂部を含む稜線と、右側面及び左側面の三角波状部分の谷底を含む谷線とが、誘電体１１２ｆの平面視中央で収束している。このように、誘電体１１２ｆの上面は起伏部を有している。なお、収束点の高さは、右側面及び左側面の三角波状部分の谷底の高さと同じであっても、右側面及び左側面の三角波状部分の頂点の高さと同じであってもよい。或いは、収束点の高さは、右側面及び左側面の三角波状部分の谷底の高さ、右側面及び左側面の三角波状部分の頂点の高さの何れとも異なっていてもよい。

【0041】

また、放射素子１１１ｆは誘電体１１２ｆの上面に沿って形成されている。この放射素子１１１ｆは、平面視で横長の長方形となっている。そして、放射素子１１１ｆの上面は、誘電体１１２ｆの上面に倣った形状となっていて起伏部を有している。

【0042】

なお、このパッチアンテナ１１０ｆは、他の点では第１の実施形態のパッチアンテナ１１０ａと同様となっている。また、パッチアンテナ１１０ｆの実装構造は第１の実施形態のパッチアンテナ１１０ａと同様の実装構造を採用可能である。また、図８において符号１２３ｆは給電位置である。

【0043】

以上のように構成されたパッチアンテナ１１０ｆによれば、次のような効果を得ることができる。
すなわち、誘電体１１２ｆの上面は屈曲した形状であり、この誘電体１１２ｆの上面に沿って放射素子１１１ｆが形成されているので、放射素子１１１ｆの縦方向の辺を流れる電流の経路が、上面に起伏のない放射素子の場合よりも長くなり、アンテナ外形の縦方向のサイズを小さくしても電流経路のバランスが取れて円偏波特性とすることができる。その結果、パッチアンテナ１１０ｆの小型化が実現できる。

【0044】

次に、実施形態のパッチアンテナを搭載した無線通信機器の一例を説明する。この無線通信機器の一例は腕時計である。
図９（Ａ）は実施形態の腕時計の平面図、図９（Ｂ）は実施形態の腕時計の一部を切欠いて示す側面図である。
この腕時計６００は、指針式時計の６時及び１２時の方向にバンド取付部６０１ａ，６０１ｂが付設された本体ケース６０１と、バンド取付部６０１ａ，６０１ｂに取り付けられたバンド６０２ａ，６０２ｂとを備えている。このうち本体ケース６０１とバンド取付部６０１ａ，６０１ｂは樹脂によって一体的に形成されている。そして、本体ケース６０１にはＧＰＳモジュールが組み込まれている。

【0045】

この腕時計６００のバンド取付部６０１ａ，６０１ｂは、平面視で、本体ケース６０１側からバンド６０２ａ，６０２ｂ側に向けて幅が狭窄するように等脚台形状に形成されている。また、このバンド取付部６０１ａ，６０１ｂは、下面が本体ケース６０１と面一に形成され、上面の高さサイズがバンド６０２ａ，６０２ｂ側から本体ケース６０１側に向けて増加するように形成されている。つまり、バンド取付部６０１ａ，６０１ｂの上面は、バンド６０２ａ，６０２ｂ側から本体ケース６０１側に向けて上向き傾斜を有する傾斜面となっている。そして、この２つのバンド取付部６０１ａ，６０１ｂのうち、指針式時計における６時側に位置するバンド取付部６０１ａはアンテナケースを構成し、このバンド取付部６０１ａには上記パッチアンテナ１１０ａが収納状態で実装されている。ここで、収納状態とは、バンド取付部６０１ａにパッチアンテナ１１０ａがはみ出さないで収められている状態を言う。

【0046】

なお、ここでは、パッチアンテナ１１０ａを搭載した場合について説明したが、このパッチアンテナ１１０ａに代えてパッチアンテナ１１０ｂ〜１１０ｆのうちの１つを搭載してもよいことは勿論である。

【0047】

このように構成された腕時計６００によれば、バンド取付部６０１ａの幅方向の実装スペースに比べて奥行き方向の実装スペースが小さい場合であっても、パッチアンテナ１１０ａの短辺を奥行き方向に合致させることで、容易に実装することができる。

【0048】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、本発明の範囲は、上述の実施の形態に限定するものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲とその均等の範囲を含む。

【0049】

例えば、上記実施形態では、誘電体１１２ａ〜１１２ｆを平面視で長方形とした場合について説明したが、平面視で、正方形であってもよい。要は、放射素子１１１ａ〜１１１ｆの上面を誘電体１１２ａ〜１１２ｆの上面に倣わせて屈曲又は湾曲させて起伏させることで、アンテナ外形の一辺方向のサイズを小さくできることである。

【0050】

また、上記実施形態では、放射素子１１１ａ〜１１１ｆを縦方向と横方向での２共振状態としたが、このうち、放射素子１１１ａ〜１１１ｅの場合には、図１０に示すように、放射素子１１１ｇを伸展状態で正方形の対向する１組の角部を切欠いた形状として、対角方向での２共振状態としてもよい。この場合の給電位置１２３ｇは、円偏波アンテナとして動作させる場合、放射素子１１１ｇの中心Ｏに対して縦又は横方向に少しずれた位置となる。なお、放射素子１１１ｅの場合にも、対向する１組の角部を切欠いた形状とすればよいが、対角方向での電流経路長さを増加させるため、少なくとも対角方向での電流経路途中に屈曲部又は湾曲部が位置するように構成する必要がある。
なお、放射素子１１１ａ〜１１１ｅの場合には、伸展状態で正方形又は長方形として２点給電方式としてもよい。要は、円偏波のパッチアンテナとして構成することである。

【0051】

さらに、上記実施形態では、放射素子１１１ａ〜１１１ｆにおいて、２つの共振周波数のうち低い方の共振周波数に対応する辺の延在方向に沿って、放射素子面を上下に屈曲又は湾曲させたが、高い方の共振周波数に対応する辺の延在方向に沿って、放射素子面を上下に屈曲又は湾曲させてもよい。この場合には、アンテナ外形の縦横比をさらに大きくすることができる。また、放射素子１１１ａ〜１１１ｆにおいて、２つの共振周波数に対応する各辺の延在方向に沿って、放射素子面を上下に屈曲又は湾曲させてもよい。この場合には、アンテナ外形を縦横で小さくすることができる。

【0052】

また、図９では、本発明のアンテナを腕時計に搭載させた例を示したが、腕時計に限ることなく、他の電波受信機器に搭載できることは勿論である。例えば、デジタルカメラ、スマートフォン、小型のカーナビゲーション装置（ＰＮＤ（Personal Navigation Device））その他の無線通信機器のアンテナにも適用できる。

【0053】

なお、上記実施形態で、放射素子１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｄ，１１１ｅ，１１１ｆの上面を屈曲させたが、この場合、屈曲部分が尖らないように丸みを付けることが好ましい。

【0054】

以下に、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲に記載した発明を付記する。
付記に記載した請求項の項番は、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲の通りである。

【0055】

［付記］
＜請求項１＞
誘電体の上面に沿って設けられた放射素子、この放射素子に電気的に接続された給電部材、及び前記誘電体の下面に沿って設けられた接地導体を有し、円偏波アンテナとして動作するパッチアンテナにおいて、
放射素子の上面は、電流経路を上下方向に屈曲又は湾曲させる起伏部を有していることを特徴とするパッチアンテナ。
＜請求項２＞
前記誘電体は平面視で長方形であり、前記起伏部の稜線及び谷線は前記誘電体の長辺に平行となっていることを特徴とする請求項１に記載のパッチアンテナ。
＜請求項３＞
前記放射素子は展伸状態で長方形であり、前記放射素子の平面視上での長辺を上下方向に屈曲又は湾曲させるように前記起伏部が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のパッチアンテナ。
＜請求項４＞
前記放射素子は、展伸状態で、正方形の対向する１組の角部に切欠きを形成した形状となっていることを特徴とする請求項１又は２に記載のパッチアンテナ。
＜請求項５＞
前記放射素子の上面は、電流経路の向きに周期的に起伏部を有していることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のパッチアンテナ。
＜請求項６＞
請求項１から５のいずれか一項に記載のパッチアンテナを備えたことを特徴とする無線通信機器。

【符号の説明】

【0056】

１１０ａ〜１１０ｆ パッチアンテナ
１１１ａ〜１１１ｇ 放射素子
１１２ａ〜１１２ｆ 誘電体
１１３ａ〜１１３ｆ 接地導体
１２０ａ 同軸ケーブル
６００ 腕時計

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】