特許 6362352 平面形広帯域アンテナ

(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】6362352

(24)【登録日】2018年7月6日

(45)【発行日】2018年7月25日

(54)【発明の名称】平面形広帯域アンテナ

(51)【国際特許分類】

   H01Q 1/50 20060101AFI20180712BHJP

   H01Q 9/42 20060101ALI20180712BHJP

   H01Q 1/38 20060101ALI20180712BHJP

【ＦＩ】

   H01Q1/50

   H01Q9/42

   H01Q1/38

【請求項の数】3

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2014-38227(P2014-38227)

(22)【出願日】2014年2月28日

(65)【公開番号】特開2015-162849(P2015-162849A)

(43)【公開日】2015年9月7日

【審査請求日】2017年2月8日

【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２５年度、総務省、電波資源拡大のための研究開発、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願

(73)【特許権者】

【識別番号】301022471

【氏名又は名称】国立研究開発法人情報通信研究機構

(74)【代理人】

【識別番号】100082669

【弁理士】

【氏名又は名称】福田 賢三

(74)【代理人】

【識別番号】100095337

【弁理士】

【氏名又は名称】福田 伸一

(74)【代理人】

【識別番号】100095061

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 恭介

(72)【発明者】

【氏名】飯草 恭一

(72)【発明者】

【氏名】原田 博司

【審査官】 宮田 繁仁

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−１３９３０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０８２９５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１６２４３９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｑ １／５０

Ｈ０１Ｑ １／３８

Ｈ０１Ｑ ９／４２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

誘電体基板の一側面に導電性のアンテナ素子を、他側面に地板導体を設けてなる平面形広帯域アンテナであって、
前記地板導体は、少なくとも誘電体基板の一側端より離隔させて導体端縁部を形成することで、前記誘電体基板の一側端と導体端縁部との間に非導電領域を形成し、
前記アンテナ素子は、地板導体の導体端縁部に直交するように非導電領域側へ突出する縦部と、該縦部の突出端に連なり地板導体の導体端縁部に平行な方向へ延出する前段横部と、該前段横部と連なり地板導体の導体端縁部に平行な方向へ延出する後段横部と、を有する逆Ｌ形となし、
前記地板導体の導体端縁部に直交するように非導電領域側へ突出する突起縦部と、該突起縦部の突出端に連なり地板導体の導体端縁部に平行な方向へ延出する突起横部と、を有する逆Ｌ形に形成した地板突起部が、前記誘電体基板を介して位置するアンテナ素子の縦部および前段横部と近接もしくは重なるように配置し、インピーダンス調整のために、前記アンテナ素子の縦部と前記地板突起部の突起縦部との近接間隔あるいは重なり量、前記アンテナ素子の前段横部と前記地板突起部の突起横部との近接間隔あるいは重なり量を調整したインピーダンス調整手段により、整合周波数帯を広域化するようにしたことを特徴とする平面形広帯域アンテナ。

【請求項2】

２〜６ＧＨｚ帯で整合するように地板導体とアンテナ素子を設計する場合、前記地板突起部の突起縦部における突起横部の延出側縁である突起縦部内縁は、アンテナ素子の縦部における横部の延出側縁である縦部内縁に近接させ、前記突起横部における導体端縁部に対向する側縁である突起横部下縁は、アンテナ素子の前段横部における導体端縁部側縁である前段横部下縁に近接させるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の平面形広帯域アンテナ。

【請求項3】

０．２〜０．６５ＧＨｚ帯で整合するように地板導体とアンテナ素子を設計する場合、前記地板突起部の突起縦部における突起横部の延出側縁である突起縦部内縁は、アンテナ素子の縦部における横部の反延出側縁である縦部外縁に近接させ、前記突起横部における導体端縁部に対向する側縁である突起横部下縁は、アンテナ素子の前段横部における反導体端縁部側縁である前段横部上縁に近接させるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の平面形広帯域アンテナ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、広帯域に整合のとれる広帯域アンテナに関する。

【背景技術】

【0002】

近年はスマートフォン等の普及により、高速・大容量の伝送を可能にする超広帯域（ＵＷＢ）無線システム、ＵＨＦ帯のホワイトスペースを使った無線システムやコグニティブ無線システム等が注目されている。このような通信システムでは非常に広帯域の周波数を使用することが前提であるため、広帯域特性を有するアンテナが必要となる。

【0003】

広帯域特性を有するアンテナとして、アンテナエレメントをスパイラル状に形成したスパイラルアンテナが知られているが、基板に形成するアンテナエレメントの形状から縦横がほぼ同寸法の略正方形となってしまうため、小形アンテナとしての収納箇所に制約があり、携帯式通信デバイスで採用するのに適さない場合がある。

【0004】

また、図１４に示すように、プリント基板１００１の表面に楕円形の放射素子１００２を形成し、プリント基板１００１の裏面にグランド導体１００３を形成することで、広い地板を必要としないモノポールアンテナの技術も提案されている（例えば、非特許文献１を参照）。このモノポールアンテナでは、プリント基板１００１の形状が正方形に制限されることがなく、アンテナ配置箇所の自由度を高めることができ、また、放射素子１００２の楕円における長軸ａと短軸ｂの長さの比を変えることで帯域を若干変化させることができる。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0005】

【非特許文献1】倉本，「ワイヤレスＰＡＮを目指した広帯域アンテナ」，電子情報通信学会論文誌 Ｂ Ｖｏｌ．Ｊ９０−Ｂ Ｎｏ．９，社団法人情報通信学会，２００７年，ｐ.７９７−８０９

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、上記非特許文献１に記載された発明では、放射素子が楕円であるために、占有空間を大きくとることとなり、十分な小形化を図れるとは言えない。

【0007】

そこで、本発明は、携帯式通信デバイスのような小形装置への搭載に適した小形化が可能で、広帯域特性を実現できる平面形広帯域アンテナの提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

前記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、誘電体基板の一側面に導電性のアンテナ素子を、他側面に地板導体を設けてなる平面形広帯域アンテナであって、前記地板導体は、少なくとも誘電体基板の一側端より離隔させて導体端縁部を形成することで、前記誘電体基板の一側端と導体端縁部との間に非導電領域を形成し、前記アンテナ素子は、地板導体の導体端縁部に直交するように非導電領域側へ突出する縦部と、該縦部の突出端に連なり地板導体の導体端縁部に平行な方向へ延出する前段横部と、該前段横部と連なり地板導体の導体端縁部に平行な方向へ延出する後段横部と、を有する逆Ｌ形となし、前記地板導体の導体端縁部に直交するように非導電領域側へ突出する突起縦部と、該突起縦部の突出端に連なり地板導体の導体端縁部に平行な方向へ延出する突起横部と、を有する逆Ｌ形に形成した地板突起部が、前記誘電体基板を介して位置するアンテナ素子の縦部および前段横部と近接もしくは重なるように配置し、インピーダンス調整のために、前記アンテナ素子の縦部と前記地板突起部の突起縦部との近接間隔あるいは重なり量、前記アンテナ素子の前段横部と前記地板突起部の突起横部との近接間隔あるいは重なり量を調整したインピーダンス調整手段により、整合周波数帯を広域化するようにしたことを特徴とする。

【0009】

また、請求項２に係る発明は、請求項１に記載の平面形広帯域アンテナにおいて、２〜６ＧＨｚ帯で整合するように地板導体とアンテナ素子を設計する場合、前記地板突起部の突起縦部における突起横部の延出側縁である突起縦部内縁は、アンテナ素子の縦部における横部の延出側縁である縦部内縁に近接させ、前記突起横部における導体端縁部に対向する側縁である突起横部下縁は、アンテナ素子の前段横部における導体端縁部側縁である前段横部下縁に近接させるようにしたことを特徴とする。

【0010】

また、請求項３に係る発明は、請求項１に記載の平面形広帯域アンテナにおいて、０．２〜０．６５ＧＨｚ帯で整合するように地板導体とアンテナ素子を設計する場合、前記地板突起部の突起縦部における突起横部の延出側縁である突起縦部内縁は、アンテナ素子の縦部における横部の反延出側縁である縦部外縁に近接させ、前記突起横部における導体端縁部に対向する側縁である突起横部下縁は、アンテナ素子の前段横部における反導体端縁部側縁である前段横部上縁に近接させるようにしたことを特徴とする。

【発明の効果】

【0011】

本発明に係る広帯域アンテナによれば、インピーダンス調整手段を設けることで、平面構造の逆Ｌ形モノポールアンテナを広帯域化でき、携帯式通信デバイスのような小形装置への搭載に適したものとなる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明に係る平面形広帯域アンテナの第１実施形態を示し、（ａ）は広帯域アンテナのアンテナ素子配設面を示す平面図、（ｂ）は平面形広帯域アンテナの側面図、（ｃ）は平面形広帯域アンテナの地板導体配設面を示す底面図である。

【図2】アンテナ素子と地板Ｌ形突起部との相対位置を示す説明図である。

【図3】図１に示す構造の平面形広帯域アンテナの周波数特性と、地板Ｌ形突起部の無い平面形逆Ｌ形モノポールアンテナの周波数特性を示す周波数特性図である。

【図4】地板Ｌ形突起部の突起横部上縁Ｔを１ｍｍ増減させた場合の特性変化を示す周波数特性図である。

【図5】地板Ｌ形突起部の突起横部下縁Ｂを１ｍｍ増減させた場合の特性変化を示す周波数特性図である。

【図6】地板Ｌ形突起部の突起縦部外縁Ｌを１ｍｍ増減させた場合の特性変化を示す周波数特性図である。

【図7】地板Ｌ形突起部の突起横部先端縁ＲＴを１ｍｍ増減させた場合の特性変化を示す周波数特性図である。

【図8】地板Ｌ形突起部の突起縦部内縁ＲＢを１ｍｍ増減させた場合の特性変化を示す周波数特性図である。

【図9】地板Ｌ形突起部の突起横部上縁Ｔを１ｍｍ増やし、突起横部下縁Ｂを１ｍｍ減らした場合の周波数特性を示す周波数特性図である。

【図10】対応周波数を約１０倍にした第２実施形態に係る平面形広帯域アンテナの概略構成図である。

【図11】第２実施形態に係る平面形広帯域アンテナの周波数特性図である。

【図12】アンテナ素子と地板Ｌ形突起部の改変例である平面形広帯域アンテナ１Ａ〜１Ｄの説明図である。

【図13】アンテナ素子と地板Ｌ形突起部の改変例である平面形広帯域アンテナ１Ｅの説明図である。

【図14】従来の広帯域モノポールアンテナ例の概略構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

次に、添付図面に基づいて、本発明に係る平面形広帯域アンテナの実施形態につき説明する。

【0014】

図１は、本発明に係る平面形広帯域アンテナの第１実施形態を示すものである。平面形広帯域アンテナ１は、誘電体基板２の一側面をアンテナ素子配設面として逆Ｌ形モノポールアンテナとなるアンテナ素子３を設け、他側面を地板導体配設面として地板導体４を設けたものである。

【0015】

誘電体基板２は、厚さｈが０．８ｍｍのテフロン（登録商標）（εｒ＝２．１７，ｔａｎδ＝０．０００８）で、アンテナ素子３および地板導体４を構成する銅箔の厚さｔは３５μｍとし、図１中に記載の寸法（単位：ｍｍ）は、２〜６ＧＨｚ帯で整合するようにＨＦＳＳ（高周波３次元電磁界解析ソフトウェア）を用いて誘電体基板２、アンテナ素子３、地板導体４の設計を行った結果である。

【0016】

地板導体４は、誘電体基板２の三辺にほぼ接するが、他の一辺（基板上端２Ｔ）には接しないように導体端縁部４１Ｔを形成した四角形の主地板部４１と、後述する地板Ｌ形突起部４２とから構成される。そして、主地板部４１の導体端縁部４１Ｔを基板上端２Ｔより１０．９ｍｍ離隔させて形成することで、誘電体基板２の基板上端２Ｔと主地板部４１の導体端縁部４１Ｔとの間に非導電領域が形成される。地板Ｌ形突起部４２は、導体端縁部４１Ｔから非導電領域に向けて突出する略Ｌ形の突起であり、主地板部４１と一体の銅箔にて形成される。

【0017】

アンテナ素子３は、逆Ｌ形モノポールアンテナとして機能するもので、主地板部４１と対向状にあるＭＳＬ（マイクロストリップライン）部３１と、このＭＳＬ部３１の上部に連なって主地板部４１の導体端縁部４１に直交するように非導電領域側へ突出する縦部３２と、この縦部３２の突出端に連なって導体端縁部４１Ｔ（或いは基板上端２Ｔ）に平行な方向へ延出する横部３３と、を有する逆Ｌ形モノポールである。この逆Ｌ形モノポールアンテナとなるアンテナ素子３は、ＭＳＬ部３１の下端に給電点５を設け、送信信号の入力および受信信号の出力を行う。

【0018】

なお、平面形広帯域アンテナ１を使用するとき、上下左右といった向きは関係しないが、本実施形態の説明においては、便宜上、非導電領域の開放側端部である基板上端２Ｔ側を「上（Top）」、その逆側を「下（Bottom）」、アンテナ素子３の縦部３２に対して横部３３が延出する向きを「内側（図１（ａ）においては右：Right）」、その逆側を「外側（図１（ａ）においては左：Left）」と呼び分けることにする。

【0019】

地板Ｌ形突起部４２は、Ｌ形のアンテナ素子３の縦部３２や横部３３の各部に対して、全て重なる、一部重なる、或いは重ならないよう近接させるなど、その形状を任意に設定することが出来る。この地板Ｌ形突起部４２は、電波の送受信に伴う信号の伝送路として機能するアンテナ素子３の各部における線路インピーダンスを調整するインピーダンス調整手段となり、整合周波数帯を広域化した平面形広帯域アンテナ１を実現できるのである。また、アンテナ素子３の横部３３は、地板Ｌ形突起部４２と重なる前段横部３３１の幅を後段横部３３２の幅と変えて、地板Ｌ形突起が折れ曲がって変化する点においても、給電線としての特性インピーダンスを一定にし、反射を起こさないようにした。このように、アンテナ素子３の線路幅を変えることもインピーダンス調整手段となる。なお、アンテナ素子３の線路幅を異ならせるとき、線路幅が変わる部位の前後で、線路の中心線（幅方向の中央を結ぶ仮想線）が連続している必要はなく、所望の特性が得られるように適宜変更して構わない。図１に示した第１実施形態に係るアンテナ素子３においても、ＭＳＬ部３１と縦部３２で線路幅を変えているが、ＭＳＬ部３１における中心線と縦部３２における中心線は連続していない設計である。

【0020】

次に、アンテナ素子３と地板Ｌ形突起部４２との相対位置を図２に示す。地板Ｌ形突起部４２は、導体端縁部４１Ｔに直交するように非導電領域側へ突出する突起縦部４２１と、この突起縦部４２１の突出端に連なりアンテナ素子３の横部３３と同じ方向へ延出する突起横部４２２と、を有する逆Ｌ形の銅箔である。

【0021】

そして、突起横部４２２の上縁である突起横部上縁４２２Ｔ、突起横部４２２の下縁である突起横部下縁４２２Ｂ、突起縦部４２１の外側縁である突起縦部外縁４２１Ｌ、突起横部４２２の突出側先端縁である突起横部先端縁４２２ＲＴ、突起縦部４２１の内側縁である突起縦部内縁４２１ＲＢの各位置を変化させることで、地板Ｌ形突起部４２の形状やアンテナ素子３との相対位置が変化し、伝送線路と見立てたアンテナ素子３の各部におけるインピーダンスを随意に調整できる。

【0022】

特に、地板Ｌ形突起部４２の突起縦部内縁４２１ＲＢがアンテナ素子３の縦部内縁３２Ｒと一致もしくは内側にあるときは、アンテナ素子３の縦部３２の全てが地板Ｌ形突起部４２と重なっている状態となり、地板Ｌ形突起部４２の突起縦部内縁４２１ＲＢがアンテナ素子３の縦部内縁３２Ｒと縦部外縁３２Ｌとの間にあるときは、アンテナ素子３の縦部３２の一部が地板Ｌ形突起部４２と重なっている状態となり、地板Ｌ形突起部４２の突起縦部内縁４２１ＲＢがアンテナ素子３の縦部外縁３２Ｌと一致しているか若干外側で近接しているときは、アンテナ素子３の縦部３２と地板Ｌ形突起部４２とは重なっていない状態となり、地板Ｌ形突起部４２の突起横部下縁４２２Ｂがアンテナ素子３の横部下縁３３１Ｂと一致もしくは下側にあるときは、アンテナ素子３の前段横部３３１の全てが地板Ｌ形突起部４２と重なっている状態となり、地板Ｌ形突起部４２の突起横部下縁４２２Ｂがアンテナ素子３の横部下縁３３１Ｂと横部上縁３３１Ｔとの間にあるときは、アンテナ素子３の前段横部３３１の一部が地板Ｌ形突起部４２と重なっている状態となり、地板Ｌ形突起部４２の突起横部下縁４２２Ｂがアンテナ素子３の横部上縁３３１Ｔと一致しているか若干上側で近接しているときは、アンテナ素子３の前段横部３３１と地板Ｌ形突起部４２とは重なっていない状態となる。

【0023】

上述した本実施形態に係る平面形広帯域アンテナ１の周波数特性を図３に示す。Ｌ形突起部４２を設けることで、２．１〜６．１ＧＨｚの比帯域約９８％でＳ₁₁がほぼ−１０ｄＢ以下に整合していることがわかる。一方、Ｌ形突起を設けていない逆Ｌ形モノポールアンテナでは、広帯域特性を実現できないことが分かる。

【0024】

図４に示すのは、地板Ｌ形突起部４２の突起横部上縁４２Ｔを＋１ｍｍして突起横部４２２を太くした場合と、逆に突起横部上縁４２Ｔを−１ｍｍして突起横部４２２を細くした場合の周波数特性である。地板Ｌ形突起部４２の突起横部４２２を上側に広げて太くすると、２．１〜５．７ＧＨｚの整合が改善することが分かる。なお、地板Ｌ形突起部４２の突起横部４２２を上側に広げ場合、誘電体基板２の基板上端２Ｔも追随させて＋１ｍｍし、基板サイズを変えてある。

【0025】

図５に示すのは、地板Ｌ形突起部４２の突起横部下縁４２Ｂを＋１ｍｍして突起横部４２２を太くした場合と、逆に突起横部下縁４２Ｂを−１ｍｍして突起横部４２２を細くした場合の周波数特性である。地板Ｌ形突起部４２の突起横部４２２を上側に後退させて細くし、地板Ｌ形突起部４２の突起横部４２２とアンテナ素子３の前段横部３３１の一部しか重ならない状態にすると、３ＧＨｚ付近の整合が劣化するものの、約４ＧＨｚ以上で整合が改善することが分かる。

【0026】

図６に示すのは、地板Ｌ形突起部４２の突起縦部外縁４２Ｌを＋１ｍｍして突起縦部４２１を太くした場合と、逆に突起縦部外縁４２Ｌを−１ｍｍして突起縦部４２１を細くした場合の周波数特性である。地板Ｌ形突起部４２の突起縦部４２１を外側に広げたり狭めたりしても、顕著な特性変化は見られず、突起横部上縁４２Ｔや突起横部下縁４２Ｂを変化させた場合に比べて、その影響は小さいものと推測される。

【0027】

図７に示すのは、地板Ｌ形突起部４２の突起横部先端縁４２ＲＴを＋１ｍｍして突起横部４２２を長くした場合と、逆に突起横部先端縁４２ＲＴを−１ｍｍして突起横部４２２を短くした場合の周波数特性である。地板Ｌ形突起部４２の突起横部４２２を内側に後退させて短くすると、２．３ＧＨｚ付近以外で整合が劣化してしまうことが分かる。

【0028】

図８に示すのは、地板Ｌ形突起部４２の突起縦部内縁４２ＲＢを＋１ｍｍして突起縦部４２１を太くした場合と、逆に突起縦部内縁４２ＲＢを−１ｍｍして突起縦部４２１を細くした場合の周波数特性である。地板Ｌ形突起部４２の突起縦部４２１を内側にずらして幅を広げると、２．５ＧＨｚ付近の整合が改善されるものの、全体として狭帯域となってしまう。一方、地板Ｌ形突起部４２の突起縦部４２１を外側にずらして幅を狭め、地板Ｌ形突起部４２の突起縦部４２１とアンテナ素子３の縦部３２の一部しか重ならない状態にすると、全体としての整合は劣化する傾向があるがあるものの、広帯域となっている。

【0029】

図９に示すのは、３ＧＨｚ付近の整合を劣化させずに帯域を拡大するために、突起横部上縁４２Ｔを＋１ｍｍすると共に、地板Ｌ形突起部４２の突起横部下縁４２Ｂを−１ｍｍして突起横部４２２を上方向に１ｍｍずらした場合の周波数特性であり、対比のために、地板Ｌ形突起部４２の突起横部上縁４２Ｔを＋１ｍｍして突起横部４２２を太くした場合と、地板Ｌ形突起部４２の突起横部下縁４２Ｂを−１ｍｍして突起横部４２２を細くした場合の周波数特性を併せて示す。突起横部上縁４２Ｔを＋１ｍｍすると共に、突起横部下縁４２Ｂを−１ｍｍした場合、２．０５〜６．５ＧＨｚの比帯域１０４％でＳ₁₁が−１０ｄＢ以下に整合し、広帯域化していることが分かる。

【0030】

次に、誘電体基板（εｒ＝２．１７，ｔａｎδ＝０．０００８）の厚さｈを０．８ｍｍのまま、広さを約１０倍にして、整合周波数を約１０分の１にした第２実施形態に係る平面形広帯域アンテナ１′を図１０に示す。本図中の寸法（単位：ｍｍ）はＨＦＳＳによる設計例である。この平面形広帯域アンテナ１′においては、アンテナ素子３′と地板Ｌ形突起部４２′とは重なっておらず、両縁部が一致もしくは若干離隔した近接状態にある。図１１は、平面形広帯域アンテナ１′の周波数特性を示すもので、２００ＭＨｚ〜６５０ＭＨｚの比帯域１０５％でリターンロスＳ₁₁が−１０ｄＢ以下の整合が得られるという計算結果が得られた。

【0031】

以上のように、地板Ｌ形突起部４２の形状およびアンテナ素子３との相対位置を変化させることで、比帯域１００％を超える広帯域整合が実現できる。また、誘電体基板２の寸法の影響も考慮する必要がある。

【0032】

また、比帯域１００％を超える広帯域整合が実現するためのインピーダンス調整には、地板Ｌ形突起部４２の突起縦部４２１および突起横部４２２の幅など、様々な部位の寸法が影響することとなるが、特に、地板Ｌ形突起４２とアンテナ素子３との位置関係が重要であり、地板Ｌ形突起部４２とアンテナ素子３が近接している状態、具体的には、地板Ｌ形突起部４２の突起縦部４２１における突起縦部内縁４２１ＲＢを、アンテナ素子３の縦部３２における縦部外縁３２Ｌに近接させ、突起横部４２２における突起横部下縁４２２Ｂを、アンテナ素子３の前段横部３３１における横部上縁３３１Ｔに近接させることで、広帯域性を得やすいと考えられる。

【0033】

なお、地板Ｌ形突起部４２とアンテナ素子３が近接している状態とは、地板Ｌ形突起部４２とアンテナ素子３の両縁部が一致している状態だけでなく、アンテナ素子３の縦部３２や横部３３の幅からすると極狭い範囲で重なっている状態や離隔している状態を含むものである。

【0034】

また、第１実施形態に係る平面形広帯域アンテナ１の場合、目的とする周波数は２〜６．５ＧＨｚであり、波長は１００ｍｍ程度であるが、第２実施形態に係る平面形広帯域アンテナ１′の場合、目的とする周波数は０．２〜０．６５ＧＨｚであり、波長は１０００ｍｍ程度になるが、どちらも厚さ０．８ｍｍの誘電体基板を用いたため、厚さ／波長は、第１実施形態に係る平面形広帯域アンテナ１の場合は０．８／１００で、第２実施形態に係る平面形広帯域アンテナ１′の場合は０．８／１０００となって、地板Ｌ形突起部４２′とアンテナ素子３′との間隔が波長換算で狭いことから、第２実施形態に係る平面形広帯域アンテナ１′の場合、地板Ｌ形突起部４２′とアンテナ素子３′とが重なった状態では間隔が狭すぎるため、アンテナ素子３′と地板Ｌ形突起部４２′とが重ならず、両縁部が一致もしくは若干離隔した近接状態が、整合の良い条件になると考えられる。

【0035】

また、平面形広帯域アンテナの広帯域整合をより高めるため、図１２および図１３に示すように、アンテナ素子３と地板Ｌ形突起部４の形状を改変しても構わない。

【0036】

図１２（ａ）に示す平面形広帯域アンテナ１Ａは、アンテナ素子３ＡのＭＳＬ部３１Ａを誘電体基板２の基板下端２Ｂまで延長し、誘電体基板２の端縁に給電点５を設けたものである。このように、ＭＳＬ部３１Ａを適宜に設計すれば、アンテナ素子３Ａへの給電箇所を任意に選んだり、誘電体基板２の横から給電することが可能となる。

【0037】

図１２（ｂ）に示す平面形広帯域アンテナ１Ｂは、アンテナ素子３ＢのＭＳＬ部３１Ｂから縦部３２Ｂにかけて段差無く連続的に幅を変化させると共に、前段横部３３１Ｂから後段横部３３２Ｂにかけても段差無くテーパ状に幅を変化させたものである。この様にすると、アンテナ素子３Ｂにおけるインピーダンスの変化が連続的になるので、より広帯域特性の向上が期待できる。

【0038】

図１２（ｃ）に示す平面形広帯域アンテナ１Ｃは、地板Ｌ形突起部４２Ｃの突起縦部４２１Ｃ外縁から突起横部４２２Ｃの上縁にかけて角を無くした曲縁状にすると共に、突起横部４２２Ｃの上縁から外縁にかけても角を無くした曲縁状にし、更に、誘電体基板２Ｃの基板上端２Ｔの両端部である２つの隅部は、地板Ｌ形突起４２Ｃの曲縁に沿ったＲ形状の曲縁隅部２１，２２としたものである。この様にすると、アンテナ全体を小形化できるとともに、平面形広帯域アンテナ１Ｃを採用する装置への装着の整合を向上することができる。

【0039】

図１２（ｄ）に示す平面形広帯域アンテナ１Ｄは、アンテナ素子３Ｄの縦部３２Ｄから前段横部３３１Ｄにかけて角を無くした曲縁状にすると共に、地板Ｌ形突起部４２Ｃの突起縦部４２１Ｃ内縁から突起横部４２２Ｃの下縁にかけて角を無くした曲縁状にしたものである。この様にすると、アンテナ素子３Ｄおよび地板Ｌ形突起４２Ｃで構成される伝送路におけるインピーダンスの変化が連続的になり、より広帯域特性の向上が期待できる。

【0040】

図１３に示す平面形広帯域アンテナ１Ｅは、地板Ｌ形突起部４２Ｅの突起縦部４２１の内縁４２１Ｌが主地板部４１の外側縁４１Ｌよりも外方に突出させたものである。なお、地板Ｌ形突起部４２Ｅの形状に合わせて、誘電体基板２Ｅにおける非導電領域も導電領域よりも外側へ突出する形状にする。この様にすると、地板Ｌ形突起４２Ｅにおける突起縦部４２１の幅を広く設定できるので、より広帯域特性の向上が期待できる。

【0041】

以上、本発明に係る平面形広帯域アンテナを幾つかの実施形態に基づき説明したが、本発明は、これらの実施形態のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載の構成を変更しない限りにおいて実現可能な全ての平面形広帯域アンテナを権利範囲として包摂するものである。

【符号の説明】

【0042】

１ 平面形広帯域アンテナ（第１実施形態）
２ 誘電体基板
２Ｔ 基板上端
３ アンテナ素子
３１ ＭＳＬ部
３２ 縦部
３２Ｌ 縦部外縁
３２Ｒ 縦部内縁
３３１ 前段横部
３３１Ｔ 横部上縁
３３１Ｂ 横部下縁
３３２ 後段横部
４ 地板導体
４１ 主地板部
４１Ｔ 導体端縁部
４２ 地板Ｌ形突起部
４２１ 突起縦部
４２１Ｌ 突起縦部外縁
４２１ＲＢ 突起縦部内縁
４２２ 突起横部
４２２Ｔ 突起横部上縁
４２２Ｂ 突起横部下縁
４２２ＲＴ 突起横部先端縁
５ 給電点

【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】