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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024120625
(43)【公開日】2024-09-05
(54)【発明の名称】薄型アンテナ
(51)【国際特許分類】
H01Q 13/08 20060101AFI20240829BHJP
H01Q 9/42 20060101ALI20240829BHJP
H01Q 1/48 20060101ALI20240829BHJP
【ＦＩ】
H01Q13/08
H01Q9/42
H01Q1/48
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023027541
(22)【出願日】2023-02-24
(71)【出願人】
【識別番号】000227205
【氏名又は名称】ＮＥＣプラットフォームズ株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】000004237
【氏名又は名称】日本電気株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100103894
【弁理士】
【氏名又は名称】家入 健
(72)【発明者】
【氏名】倉本 晶夫
(72)【発明者】
【氏名】小熊 伸彦
(72)【発明者】
【氏名】近藤 光生
(72)【発明者】
【氏名】吉田 信秀
(72)【発明者】
【氏名】丸山 信明
【テーマコード（参考）】
5J045
5J046
【Ｆターム（参考）】
5J045AA02
5J045AB05
5J045AB06
5J045DA10
5J045HA06
5J046AA07
5J046AA19
5J046AB06
5J046TA03
(57)【要約】
【課題】広帯域で無指向な特性を有し、薄型で簡易な構造により、安価に実現することが可能な薄型アンテナを提供すること。
【解決手段】本開示に係る薄型アンテナ１１は、第１方向Ｘ１、および第１方向Ｘ１と垂直な第２方向Ｘ２と平行な第１面１１１ｓ１を有し、導体で構成されたグランド板１１１と、第１面１１１ｓ１上に設けられた平板１１２ａと、平板１１２ａとグランド板１１１とを接続する複数の側板１１２ｂと、を有し、導体で構成された放射素子１１２と、平板１１２ａとグランド板１１１との間に設けられ、第１方向Ｘ１および第２方向Ｘ２と垂直な第３方向Ｘ３に延びる第１部分と、延びた先で第１方向Ｘ１と逆方向に延びる第２部分と、を有し、第２方向Ｘ２から見て逆Ｌ字型の形状であり、導体で構成された給電金具１１３と、給電金具１１３とグランド板１１１との間に給電する給電部１１４と、を備える。
【選択図】図１Ａ
【解決手段】本開示に係る薄型アンテナ１１は、第１方向Ｘ１、および第１方向Ｘ１と垂直な第２方向Ｘ２と平行な第１面１１１ｓ１を有し、導体で構成されたグランド板１１１と、第１面１１１ｓ１上に設けられた平板１１２ａと、平板１１２ａとグランド板１１１とを接続する複数の側板１１２ｂと、を有し、導体で構成された放射素子１１２と、平板１１２ａとグランド板１１１との間に設けられ、第１方向Ｘ１および第２方向Ｘ２と垂直な第３方向Ｘ３に延びる第１部分と、延びた先で第１方向Ｘ１と逆方向に延びる第２部分と、を有し、第２方向Ｘ２から見て逆Ｌ字型の形状であり、導体で構成された給電金具１１３と、給電金具１１３とグランド板１１１との間に給電する給電部１１４と、を備える。
【選択図】図１Ａ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１方向、および前記第１方向と垂直な第２方向と平行な第１面を有し、導体で構成されたグランド板と、
前記第１面上に設けられ前記第１面と平行な面を有する平板と、前記平板と前記グランド板とを接続する複数の側板と、を有し、導体で構成された放射素子と、
前記平板と前記グランド板との間に設けられ、前記第１方向および前記第２方向と垂直な第３方向に延びる第１部分と、延びた先で前記第１方向と逆方向に延びる第２部分と、を有し、前記第２方向から見て逆Ｌ字型の形状であり、導体で構成された給電金具と、
前記給電金具の前記グランド板に近い端と前記グランド板との間に給電する給電部と、
を備える薄型アンテナ。
前記第１面上に設けられ前記第１面と平行な面を有する平板と、前記平板と前記グランド板とを接続する複数の側板と、を有し、導体で構成された放射素子と、
前記平板と前記グランド板との間に設けられ、前記第１方向および前記第２方向と垂直な第３方向に延びる第１部分と、延びた先で前記第１方向と逆方向に延びる第２部分と、を有し、前記第２方向から見て逆Ｌ字型の形状であり、導体で構成された給電金具と、
前記給電金具の前記グランド板に近い端と前記グランド板との間に給電する給電部と、
を備える薄型アンテナ。
【請求項2】
前記側板は、前記給電金具の前記グランド板に近い端を対称の中心とした点対称の位置に配置される、
請求項１に記載の薄型アンテナ。
請求項１に記載の薄型アンテナ。
【請求項3】
前記給電部は、
前記給電金具の前記グランド板に近い端と高周波信号とを接続し、
前記グランド板とグランド線とを接続する、
請求項１に記載の薄型アンテナ。
前記給電金具の前記グランド板に近い端と高周波信号とを接続し、
前記グランド板とグランド線とを接続する、
請求項１に記載の薄型アンテナ。
【請求項4】
前記グランド板の前記第３方向とは逆方向の第２面に同軸コネクタをさらに備え、
前記給電金具の前記グランド板に近い端と前記同軸コネクタの芯線とが接続され、
前記グランド板と前記同軸コネクタのグランドとが接続される、
請求項１に記載の薄型アンテナ。
前記給電金具の前記グランド板に近い端と前記同軸コネクタの芯線とが接続され、
前記グランド板と前記同軸コネクタのグランドとが接続される、
請求項１に記載の薄型アンテナ。
【請求項5】
前記平板の形状は、前記第１方向から見て、円形または多角形である、
請求項１に記載の薄型アンテナ。
請求項１に記載の薄型アンテナ。
【請求項6】
前記平板の前記第１方向の長さは、最低使用周波数の０．３７波長以上、０．４１波長未満であり、
請求項１に記載の薄型アンテナ。
請求項１に記載の薄型アンテナ。
【請求項7】
前記平板と前記グランド板との間の距離は、前記最低使用周波数の０．０６波長以上、０．０８波長未満である、
請求項６に記載の薄型アンテナ。
請求項６に記載の薄型アンテナ。
【請求項8】
前記給電金具の前記第１部分の前記第３方向の長さは、前記最低使用周波数の０．０５波長以上、０．０７波長未満であり、
前記給電金具の前記第２部分の前記第１方向の長さは、前記最低使用周波数の０．０２波長以上、０．０４波長未満であり、
前記給電金具の前記第１部分および前記第２部分の前記第２方向の長さは、前記最低使用周波数の０．０２波長以上、０．０４波長未満である、
請求項７に記載の薄型アンテナ。
前記給電金具の前記第２部分の前記第１方向の長さは、前記最低使用周波数の０．０２波長以上、０．０４波長未満であり、
前記給電金具の前記第１部分および前記第２部分の前記第２方向の長さは、前記最低使用周波数の０．０２波長以上、０．０４波長未満である、
請求項７に記載の薄型アンテナ。
【請求項9】
第１方向、および前記第１方向と垂直な第２方向と平行な第１面を有し、前記第１面の一部に前記第１方向および前記第２方向と垂直な第３方向とは逆の方向に凹んだ凹み部分を有し、導体で構成されたグランド板と、
前記凹み部分に設けられ、前記第１方向および前記第２方向と平行な面を有する平板と、前記平板と前記凹み部分とを接続する複数の側板と、を有し、導体で構成された放射素子と、
前記平板と前記凹み部分との間に設けられ、前記第１方向および前記第２方向と垂直な第３方向に延びる第１部分と、延びた先で前記第１方向と逆方向に延びる第２部分と、を有し、前記第２方向から見て逆Ｌ字型の形状であり、導体で構成された給電金具と、
前記給電金具の前記凹み部分に近い端と前記凹み部分との間に給電する給電部と、
を備える薄型アンテナ。
前記凹み部分に設けられ、前記第１方向および前記第２方向と平行な面を有する平板と、前記平板と前記凹み部分とを接続する複数の側板と、を有し、導体で構成された放射素子と、
前記平板と前記凹み部分との間に設けられ、前記第１方向および前記第２方向と垂直な第３方向に延びる第１部分と、延びた先で前記第１方向と逆方向に延びる第２部分と、を有し、前記第２方向から見て逆Ｌ字型の形状であり、導体で構成された給電金具と、
前記給電金具の前記凹み部分に近い端と前記凹み部分との間に給電する給電部と、
を備える薄型アンテナ。
【請求項10】
前記放射素子の前記第３方向に前記凹み部分を塞ぐように設けられたレドームをさらに備える、
請求項９に記載の薄型アンテナ。
請求項９に記載の薄型アンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、薄型アンテナに関し、特に、広帯域で無指向な特性を有し、薄型で簡易な構造により、安価に実現することが可能な薄型アンテナに関する。
【背景技術】
【0002】
外形が平面状で比較的薄型なアンテナは、モバイル通信の基地局用アンテナ、または航空機用アンテナとして活用されている。基地局用アンテナは、建物の天井に埋め込むアンテナとして活用される。また、航空機用アンテナは、航空機の機体に埋め込む形のアンテナとすることにより、空気抵抗を最小とすることができる。外形が平面状で比較的薄型なアンテナは、例えば、非特許文献１－３に記載されたアンテナがある。当該アンテナは、薄型かつ広帯域ではあるが、構造が複雑であり高価となる可能性がある。
【0003】
特許文献１には、導電性の第１フィーディングポートと、導電性の第２フィーディングポートと、前記第１フィーディングポートに連結される導電性の給電電極と、前記第２フィーディングポートに連結される導電性のループ形電極と、前記給電電極と電気的に連結される導電性の放射電極と、前記放射電極に連結される導電性の接地電極並びに前記接地電極及びループ形電極に連結される導電性の接地電極ポートと、を含むチップアンテナが記載されている。そして、該チップアンテナによれば、小型に作製でき且つダイプレクサ(diplexer)が不要となることが記載されている。特許文献１には、広帯域で無指向な特性を有し、薄型で簡易な構造により、安価に実現することが可能な薄型アンテナについては開示されていない。
【0004】
特許文献２には、比誘電率が６以上の誘電材からなるアンテナ基体と、一端が接地され、他端が開放されるストライプ状の放射電極と、放射電極の一端を接地する接地電極と、放射電極からギャップを隔てた側面に設けた給電電極とを有する表面実装型アンテナであって、前記基体の底面における接地電極の面積率は３０％以下の必要最小限であって、門型の給電電極は一端を給電部、他端を接地部、その間に放射電極とギャップを介し形成した並行部を具備し、その長さ、ギャップ長あるいは門型をコ字状、ミアンダ状、クランク状等になして給電電極自身が持つキャパシタンス分に加えインダクタンス分を適宜選ぶことによってインピーダンス整合を容易にしたことが記載されている。特許文献２には、広帯域で無指向な特性を有し、薄型で簡易な構造により、安価に実現することが可能な薄型アンテナについては開示されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２００３－３１８６５０号公報
【特許文献2】特開２００３－０６９３３１号公報
【非特許文献】
【0006】
【非特許文献1】論文名：“超広帯域PSPアンテナ”、発表学会名：電子情報通信学会2006年総合大会、論文掲載：電子情報通信学会2006年総合大会論文集B-1-100
【非特許文献2】論文名：“低姿勢広帯域アンテナ”、発表学会名：電子情報通信学会2006年ソサエティ大会、論文掲載：電子情報通信学会2006年ソサエティ大会論文集BS-1-11
【非特許文献3】論文名：“低姿勢広帯域アンテナ第３報”、発表学会名：電子情報通信学会2007年ソサエティ大会、論文掲載：電子情報通信学会2007年ソサエティ大会論文集B-1-93
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
上記のとおり、特許文献１－２、および非特許文献１－３に記載の技術によって、薄型かつ広帯域なアンテナを実現することは可能であるが、構造が複雑であり安価に実現することが難しいという課題がある。
【0008】
本開示の目的は、上述した課題のいずれかを解決する薄型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】
【0009】
本開示に係る薄型アンテナは、
第１方向、および前記第１方向と垂直な第２方向と平行な第１面を有し、導体で構成されたグランド板と、
前記第１面上に設けられ前記第１面と平行な面を有する平板と、前記平板と前記グランド板とを接続する複数の側板と、を有し、導体で構成された放射素子と、
前記平板と前記グランド板との間に設けられ、前記第１方向および前記第２方向と垂直な第３方向に延びる第１部分と、延びた先で前記第１方向と逆方向に延びる第２部分と、を有し、前記第２方向から見て逆Ｌ字型の形状であり、導体で構成された給電金具と、
前記給電金具の前記グランド板に近い端と前記グランド板との間に給電する給電部と、
を備える。
第１方向、および前記第１方向と垂直な第２方向と平行な第１面を有し、導体で構成されたグランド板と、
前記第１面上に設けられ前記第１面と平行な面を有する平板と、前記平板と前記グランド板とを接続する複数の側板と、を有し、導体で構成された放射素子と、
前記平板と前記グランド板との間に設けられ、前記第１方向および前記第２方向と垂直な第３方向に延びる第１部分と、延びた先で前記第１方向と逆方向に延びる第２部分と、を有し、前記第２方向から見て逆Ｌ字型の形状であり、導体で構成された給電金具と、
前記給電金具の前記グランド板に近い端と前記グランド板との間に給電する給電部と、
を備える。
【0010】
本開示に係る薄型アンテナは、
第１方向、および前記第１方向と垂直な第２方向と平行な第１面を有し、前記第１面の一部に前記第１方向および前記第２方向と垂直な第３方向とは逆の方向に凹んだ凹み部分を有し、導体で構成されたグランド板と、
前記凹み部分に設けられ、前記第１方向および前記第２方向と平行な面を有する平板と、前記平板と前記凹み部分とを接続する複数の側板と、を有し、導体で構成された放射素子と、
前記平板と前記凹み部分との間に設けられ、前記第１方向および前記第２方向と垂直な第３方向に延びる第１部分と、延びた先で前記第１方向と逆方向に延びる第２部分と、を有し、前記第２方向から見て逆Ｌ字型の形状であり、導体で構成された給電金具と、
前記給電金具の前記凹み部分に近い端と前記凹み部分との間に給電する給電部と、
を備える。
第１方向、および前記第１方向と垂直な第２方向と平行な第１面を有し、前記第１面の一部に前記第１方向および前記第２方向と垂直な第３方向とは逆の方向に凹んだ凹み部分を有し、導体で構成されたグランド板と、
前記凹み部分に設けられ、前記第１方向および前記第２方向と平行な面を有する平板と、前記平板と前記凹み部分とを接続する複数の側板と、を有し、導体で構成された放射素子と、
前記平板と前記凹み部分との間に設けられ、前記第１方向および前記第２方向と垂直な第３方向に延びる第１部分と、延びた先で前記第１方向と逆方向に延びる第２部分と、を有し、前記第２方向から見て逆Ｌ字型の形状であり、導体で構成された給電金具と、
前記給電金具の前記凹み部分に近い端と前記凹み部分との間に給電する給電部と、
を備える。
【発明の効果】
【0011】
本開示によれば、広帯域で無指向な特性を有し、薄型で簡易な構造により、安価に実現することが可能な薄型アンテナを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1A】実施の形態１に係る薄型アンテナを例示する斜視図である。
【図1B】実施の形態１に係る薄型アンテナを例示する断面図である。
【図2】実施の形態１に係る薄型アンテナの電流の流れを例示する模式図である。
【図3A】実施の形態１に係る薄型アンテナを例示する斜視図である。
【図3B】実施の形態１に係る薄型アンテナを例示する断面図である。
【図4】実施の形態１に係る給電金具および同軸コネクタを例示する斜視図である。
【図5】実施の形態１に係る側板およびその周辺の構造を例示する斜視図である。
【図6】実施の形態１に係る側板およびその周辺の構造を例示する斜視図である。
【図7】実施の形態１に係る放射素子を例示する斜視図である。
【図8】実施の形態１に係る給電金具を例示する斜視図である。
【図9A】実施の形態２に係る薄型アンテナを例示する斜視図である。
【図9B】実施の形態２に係る薄型アンテナを例示する断面図である。
【図10A】実施の形態２の変形例に係る薄型アンテナを例示する斜視図である。
【図10B】実施の形態２の変形例に係る薄型アンテナを例示する断面図である。
【図11A】実施の形態３に係る薄型アンテナを例示する斜視図である。
【図11B】実施の形態３に係る薄型アンテナを例示する断面図である。
【図12】実施の形態に係る薄型アンテナの整合特性を例示するグラフである。
【図13】単体アンテナと埋込アンテナの垂直面（仰角面、ＸＺ面）での放射パタ－ン特性を例示するグラフである。
【図14A】単体アンテナの周波数１．０９ＧＨｚにおける３次元放射パタ－ン特性を例示する図である。
【図14B】埋込アンテナの周波数１．０９ＧＨｚにおける３次元放射パタ－ン特性を例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。各図面において、同一又は対応する要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明を省略する。
【0014】
［実施の形態１］
＜構成＞
図１Ａは、実施の形態１に係る薄型アンテナを例示する斜視図である。
図１Ｂは、実施の形態１に係る薄型アンテナを例示する断面図である。
図１Ｂは、図１Ａに示すＡ１－Ａ２線による断面図である。
＜構成＞
図１Ａは、実施の形態１に係る薄型アンテナを例示する斜視図である。
図１Ｂは、実施の形態１に係る薄型アンテナを例示する断面図である。
図１Ｂは、図１Ａに示すＡ１－Ａ２線による断面図である。
【0015】
図１Ａ、図１Ｂおよびこれ以降に出てくる図面では、必要に応じて、Ｘ方向を第１方向Ｘ１とし、Ｘ方向（第１方向Ｘ１）に垂直な方向をＹ方向（第２方向Ｘ２）とする。また、Ｘ方向（第１方向Ｘ１）に垂直で、且つ、Ｙ方向（第２方向Ｘ２）に垂直な方向をＺ方向（第３方向Ｘ３）とする。
【0016】
【0017】
グランド板１１１は、第１方向Ｘ１、および第１方向Ｘ１と垂直な第２方向Ｘ２と平行な第１面１１１ｓ１を有し、導体で構成される。
【0018】
放射素子１１２は、第１面１１１ｓ１上に設けられる。放射素子１１２は、第１面１１１ｓ１と平行な面を有する平板１１２ａと、平板１１２ａとグランド板１１１とを接続する複数の側板１１２ｂと、を有し、導体で構成される。放射素子１１２は、側板１１２ｂによってグランド板１１１に保持される。
【0019】
給電金具１１３は、平板１１２ａとグランド板１１１との間に設けられる。給電金具１１３は、第１方向Ｘ１および第２方向Ｘ２と垂直な第３方向Ｘ３に延びる第１部分と、延びた先で第１方向Ｘ１と逆方向に延びる第２部分と、を有する。給電金具１１３は、第２方向Ｘ２から見て逆Ｌ字型の形状であり、導体で構成される。
【0020】
側板１１２ｂは、給電金具１１３のグランド板１１１に近い端を対称の中心とした点対称の位置に配置されてもよい。なお、側板を支持部と称することもある。
【0021】
給電部１１４は、給電金具１１３のグランド板１１１に近い端とグランド板１１１との間に給電する。具体的には、給電部１１４は、給電金具１１３のグランド板１１１に近い端と高周波信号とを接続し、グランド板１１１とグランド線とを接続する。
【0022】
【0023】
図１Ａおよび図１Ｂにおいて、給電金具１１３は、第２方向Ｘ２から見た形状が逆Ｌ字型の形状であり、第２部分の上面（第３方向Ｘ３の面）は概ね放射素子１１２と平行である。給電は、給電金具１１３のグランド板１１１に近い端と、グランド板１１１の中央部（第３方向Ｘ３から見て中央部）と、の間で行われる。給電金具１１３に励振された高周波信号は、給電金具１１３の第２部分（放射素子１１２と平行になっている部分）において放射素子１１２と電磁結合することにより、放射素子１１２を励振させ、主に上方（第３方向Ｘ３）に電波を放射することでアンテナとして動作する。
【0024】
図２に示すように、給電金具１１３の場所Ｓ１が高周波信号、すなわち、無線周波数（ＲＦ：Radio Frequency）信号の信号源に接続されると、電流iが流れる。電流iが流れると、給電金具１１３の第２部分と放射素子１１２とが電磁結合し、場所Ｓ２に到達する。場所Ｓ２の電流は、電流ｉ１と電流ｉ２とに分岐して流れる。
【0025】
電流ｉ１は、場所Ｓ２→場所Ｓ３→場所Ｓ４のように流れる。場所Ｓ１→場所Ｓ２→場所Ｓ３→場所Ｓ４の電流ル－トの長さは概ね１／２波長の長さになり、共振して電波の放射が起こる。一方、電流ｉ２は、場所Ｓ２→場所Ｓ５→場所Ｓ４のように流れる。場所Ｓ１→場所Ｓ２→場所Ｓ５→場所Ｓ４の電流ル－トの長さも概ね１／２波長の長さになり、共振して電波の放射が起こる。
【0026】
電流の流れに関する上記の説明は、Ａ１－Ａ２線による断面における動作について説明したが、図１に示すＢ１－Ｂ２線による断面においても同様の原理により電波の放射が起こる。そして、図１では、側板１１２ｂがある４つの場所で放射が起こる。これらの放射が合成され、方位方向に均等な放射となり、無指向性の指向性が形成される。なお、方位方向を水平方向と称することもある。ここでの水平方向は、ＸＹ面の方向である。
【0027】
＜詳細構成＞
図３Ａは、実施の形態１に係る薄型アンテナを例示する斜視図である。
図３Ｂは、実施の形態１に係る薄型アンテナを例示する断面図である。
図３Ｂは、図３Ａに示すＡ１－Ａ２線による断面図である。
図３Ａは、実施の形態１に係る薄型アンテナを例示する斜視図である。
図３Ｂは、実施の形態１に係る薄型アンテナを例示する断面図である。
図３Ｂは、図３Ａに示すＡ１－Ａ２線による断面図である。
【0028】
図３Ａおよび図３Ｂに示すように、薄型アンテナ１１は、グランド板１１１と、放射素子１１２と、給電金具１１３と、給電部１１４と、同軸コネクタ１１５と、を備える。グランド板１１１と放射素子１１２と給電金具１１３と給電部１１４については、既に説明したので、ここでは説明を省略する。
【0029】
同軸コネクタ１１５は、グランド板１１１の第３方向Ｘ３とは逆方向の第２面１１１ｓ２に設けられる。給電部１１４による給電は、同軸コネクタ１１５を用いて行われる。給電金具１１３のグランド板１１１に近い端と同軸コネクタ１１５の芯線（同軸中心導体）とが接続され、グランド板１１１と同軸コネクタ１１５のグランド（同軸外部導体）とが接続されることで給電する。
【0030】
平板１１２ａの第１方向Ｘ１の長さ（直径）は、最低使用周波数の０．３７波長以上、０．４１波長未満である。すなわち、グランド板１１１の上に配置される平板１１２ａが円形であり、その直径が最低使用周波数の約０．３９波長、具体的には、０．３７波長以上、０．４１波長未満である。また、平板１１２ａを支えるための側板１１２ｂが４か所で点対称に配置される。
【0031】
平板１１２ａとグランド板１１１との間の距離ｈは、最低使用周波数の約０．０７波長、具体的には、最低使用周波数の０．０６波長以上、０．０８波長未満である。
【0032】
なお、使用する最低の周波数を「最低使用周波数」と称する。また、最低使用周波数の波長のＭ倍を、最低使用周波数のＭ波長と表現することもある。ただし、Ｍは正の値である。また、平板の第１方向の長さを、平板の直径と称することもある。また、平板とグランド板との間の距離を、側板の高さと称することもある。
【0033】
【0034】
給電金具１１３の第１部分の端（下部）が同軸コネクタ１１５の芯線（同軸中心導体）にハンダ付けされる。なお、ハンダ付け以外では、例えば、圧着等で接続してもよく、電気的に接続されることが必要である。
【0035】
給電金具１１３の第１部分の第３方向Ｘ３の長さＨｆは、最低使用周波数の０．０６波長、具体的には、０．０５波長以上、０．０７波長未満である。給電金具１１３の第２部分の第１方向Ｘ１の長さＬｐは、最低使用周波数の０．０３波長、具体的には、０．０２波長以上、０．０４波長未満である。給電金具１１３の第１部分および第２部分の第２方向Ｘ２の長さＬｗは、最低使用周波数の０．０３波長、具体的には、０．０２波長以上、０．０４波長未満である。
【0036】
図５は、実施の形態１に係る側板およびその周辺の構造を例示する斜視図である。
図５は、板金の金具を側板として用いた場合を示す。
図６は、実施の形態１に係る側板およびその周辺の構造を例示する斜視図である。
図６は、金属などのスペ－サを側板として用いた場合を示す。
図５は、板金の金具を側板として用いた場合を示す。
図６は、実施の形態１に係る側板およびその周辺の構造を例示する斜視図である。
図６は、金属などのスペ－サを側板として用いた場合を示す。
【0037】
図５に示すように、側板１１２ｂとして、板金を折り曲げたり、切削等で構成したものを用いる。このようにして加工した側板１１２ｂを、ビスを用いてグランド板１１１の上に固定し、平板１１２ａを別のビスで固定する。なお、側板１１２ｂの固定は、ビスを用いない方法、例えば、スポット溶接等でもよい。
【0038】
図６に示すように、側板１１２ｂとして、金属のスペ－サを用いる。側板１１２ｂは、円柱や角柱形状の金属スペーサでもよい。
【0039】
図７は、実施の形態１に係る放射素子を例示する斜視図である。
図７（ａ）は、第３方向Ｘ３から見て円形の放射素子１１２を示す。
図７（ｂ）は、第３方向Ｘ３から見て正方形または長方形の放射素子１１２を示す。
図７（ｃ）は、第３方向Ｘ３から見て正方形または長方形の放射素子１１２を示す。
図７（ａ）は、第３方向Ｘ３から見て円形の放射素子１１２を示す。
図７（ｂ）は、第３方向Ｘ３から見て正方形または長方形の放射素子１１２を示す。
図７（ｃ）は、第３方向Ｘ３から見て正方形または長方形の放射素子１１２を示す。
【0040】
図７（ａ）に示すように、放射素子１１２は、側板１１２ｂとの接続部分において、外側に延びる突起部１１２ｃを有する。突起部１１２ｃを有することにより、アンテナのインピ－ダンスの整合状態が良くない場合、インピーダンスの調整が可能になる。なお、突起部１１２ｃの形状は、矩形、多角形、半楕円形等、または多様化形状でもよい。また、放射素子１１２の形状、すなわち、平板１１２ａの形状は、第１方向Ｘ１から見て、円形または多角形であってもよく、または、楕円形や任意の形状でもよい。側板１１２ｂの数は、２つ以上であり、例えば４つであるが、数量の制限はない。
【0041】
図７（ｂ）に示すように、放射素子１１２の形状は、第３方向Ｘ３から見て正方形または長方形である。放射素子１１２の形状は、その他の多角形でもよい。
【0042】
図７（ｃ）に示すように、放射素子１１２は、側板１１２ｂとの接続部分において、外側に延びる突起部１１２ｃを有する。上記説明の通り、突起部１１２ｃを有することにより、インピ－ダンスの整合の調整が可能になる。
【0043】
図８は、実施の形態１に係る給電金具を例示する斜視図である。
【0044】
図８（ａ）～（ｃ）は、給電金具の第１部分（下側部分）の形状がそれぞれ異なる。第１部分の形状を異ならせることによりインピ－ダンスの整合の調整ができる。
【0045】
図８（ｄ）は、図８（ａ）～（ｃ）が第２方向から見て逆Ｌ字型の形状であるのに対し、第１方向（Ｘ方向）に貼り出した形状である。張り出し部分の長さや形状により、インピ－ダンスの整合の調整ができる。図８（ｅ）および図８（ｆ）は、図８（ｄ）の給電金具の第２部分（上側部分）を多角形や楕円などの任意の形状にしたものである。
【0046】
図８（ｇ）～（ｊ）は、給電金具の第１部分（下側部分）を、導体棒や金属スペ－サ（図６の側板１１２ｂ参照）で置き換えたものである。また、図８（ｋ）～（ｐ）は、給電金具そのものを金属棒または針金のようなものに置き換えたものである。
【0047】
＜効果＞
実施の形態１に係る薄型アンテナ１１は、側板１１２ｂがある４つの場所で放射が起こる（図１参照）。そして、これらの放射が合成され、方位方向に均等な放射となり、無指向性の指向性が形成される。また、薄型アンテナ１１は、グランド板１１１と、グランド板１１１上に設けられた放射素子１１２と、放射素子１１２とグランド板１１１との間に設けられたＬ字型の給電金具１１３という薄型で簡易な構造を実現している。
実施の形態１に係る薄型アンテナ１１は、側板１１２ｂがある４つの場所で放射が起こる（図１参照）。そして、これらの放射が合成され、方位方向に均等な放射となり、無指向性の指向性が形成される。また、薄型アンテナ１１は、グランド板１１１と、グランド板１１１上に設けられた放射素子１１２と、放射素子１１２とグランド板１１１との間に設けられたＬ字型の給電金具１１３という薄型で簡易な構造を実現している。
【0048】
その結果、広帯域で無指向な特性を有し、薄型で簡易な構造により、安価に実現することが可能な薄型アンテナを提供することができる。
【0049】
［実施の形態２］
図９Ａは、実施の形態２に係る薄型アンテナを例示する斜視図である。
図９Ｂは、実施の形態２に係る薄型アンテナを例示する断面図である。
図９Ｂは、図９Ａに示すＡ１－Ａ２線による断面図である。
図９Ａは、実施の形態２に係る薄型アンテナを例示する斜視図である。
図９Ｂは、実施の形態２に係る薄型アンテナを例示する断面図である。
図９Ｂは、図９Ａに示すＡ１－Ａ２線による断面図である。
【0050】
図９Ａ及び図９Ｂに示すように、実施の形態２に係る薄型アンテナ２１は、実施の形態１に係る薄型アンテナ１１と比べて、グランド板２１１の形状が異なる。すなわち、グランド板２１１は、第３方向Ｘ３とは逆の方向に凹んだ凹み部分２１１ｒを有する。そして、放射素子１１２および給電金具１１３が凹み部分２１１ｒに埋め込まれる。なお、凹み部分２１１ｒの形状は、第３方向から見て方形である。
【0051】
薄型アンテナ２１の詳細は以下となる。
実施の形態２に係る薄型アンテナ２１は、グランド板２１１と、放射素子１１２と、給電金具１１３と、給電部１１４と、を備える。
実施の形態２に係る薄型アンテナ２１は、グランド板２１１と、放射素子１１２と、給電金具１１３と、給電部１１４と、を備える。
【0052】
グランド板２１１は、第１方向Ｘ１、および第１方向Ｘ１と垂直な第２方向Ｘ２と平行な第１面２１１ｓ１を有し、第１面２１１ｓ１の一部に第１方向Ｘ１および第２方向Ｘ２と垂直な第３方向Ｘ３とは逆の方向に凹んだ凹み部分２１１ｒを有し、導体で構成される。
【0053】
放射素子１１２は、凹み部分２１１ｒに設けられる。放射素子１１２は、第１方向Ｘ１および第２方向Ｘ２と平行な面を有する平板１１２ａと、平板１１２ａと凹み部分２１１ｒとを接続する複数の側板１１２ｂと、を有し、導体で構成される。
【0054】
給電金具１１３は、平板１１２ａと凹み部分２１１ｒとの間に設けられる。給電金具１１３は、第１方向Ｘ１および第２方向Ｘ２と垂直な第３方向Ｘ３に延びる第１部分と、延びた先で第１方向Ｘ１と逆方向に延びる第２部分と、を有する。給電金具１１３は、第２方向Ｘ２から見て逆Ｌ字型の形状であり、導体で構成される。
【0055】
給電部１１４は、給電金具１１３の凹み部分２１１ｒに近い端と、凹み部分２１１ｒと、の間に給電する。なお、グランド板２１１の第３方向Ｘ３から見た形状は、任意の形状でもよい。また、凹み部分２１１ｒの第３方向Ｘ３から見た形状も、任意の形状でもよい。
【0056】
簡単に言うと、薄型アンテナ２１は、任意の形状の導体より成る大きなグランド板２１１に、円形、楕円形、多角形などの任意の形状の穴（凹み部分２１１ｒ）を設け、その穴に、実施の形態１に係る放射素子１１２と給電金具１１３とを埋め込んだものである。
【0057】
＜効果＞
実施の形態２に係る薄型アンテナ２１は、例えば、金属等の壁面に埋め込んでも整合特性や放射特性が良好である。よって、薄型アンテナ２１を、航空機の機体の壁面や、屋内／屋外の壁面や、地下街の天井等に設置することができる。
実施の形態２に係る薄型アンテナ２１は、例えば、金属等の壁面に埋め込んでも整合特性や放射特性が良好である。よって、薄型アンテナ２１を、航空機の機体の壁面や、屋内／屋外の壁面や、地下街の天井等に設置することができる。
【0058】
図１０Ａは、実施の形態２の変形例に係る薄型アンテナを例示する斜視図である。
図１０Ｂは、実施の形態２の変形例に係る薄型アンテナを例示する断面図である。
図１０Ｂは、図１０Ａに示すＡ１－Ａ２線による断面図である。
図１０Ｂは、実施の形態２の変形例に係る薄型アンテナを例示する断面図である。
図１０Ｂは、図１０Ａに示すＡ１－Ａ２線による断面図である。
【0059】
図１０Ａおよび図１０Ｂに示すように、実施の形態２の変形例に係る薄型アンテナ２１ａは、実施の形態２に係る薄型アンテナ２１と比べて、グランド板２１１の凹み部分２１１ｒの形状が、第３方向から見て円形または楕円形である点が異なる。薄型アンテナ２１ａにおいても、薄型アンテナ２１と同様な電気的特性が得られる。
【0060】
［実施の形態３］
図１１Ａは、実施の形態３に係る薄型アンテナを例示する斜視図である。
図１１Ｂは、実施の形態３に係る薄型アンテナを例示する断面図である。
図１１Ｂは、図１１Ａに示すＡ１－Ａ２線による断面図である。
図１１Ａは、実施の形態３に係る薄型アンテナを例示する斜視図である。
図１１Ｂは、実施の形態３に係る薄型アンテナを例示する断面図である。
図１１Ｂは、図１１Ａに示すＡ１－Ａ２線による断面図である。
【0061】
図１１Ａ及び図１１Ｂに示すように、実施の形態３に係る薄型アンテナ３１は、実施の形態２の変形例に係る薄型アンテナ２１ａと比べて、放射素子１１２の第３方向Ｘ３に凹み部分２１１ｒを塞ぐようにレドーム３１６が設けられている点が異なる。レドーム３１６は、雨雪や飛来物からアンテナを保護するためのものでる。薄型アンテナ３１においても、薄型アンテナ２１と同様な電気的特性が得られる。
【0062】
＜効果：シミュレーション結果＞
図１２は、実施の形態に係る薄型アンテナの整合特性を例示するグラフである。
図１２の横軸は周波数を示す。縦軸は｜Ｓ１１｜パラメータ（入力リターンロス）を示す。
図１２に示すグラフＧ１は、実施の形態１に係る薄型アンテナ１１の整合特性を示す。すなわち、グラフＧ１は、単体アンテナの｜Ｓ１１｜を示す。ここで、薄型アンテナ１１を単体アンテナと称する。
図１２に示すグラフＧ２は、実施の形態２に係る薄型アンテナ２１の整合特性を示す。すなわち、グラフＧ２は、埋込アンテナの｜Ｓ１１｜を示す。ここで、薄型アンテナ２１を埋込アンテナと称する。
図１２は、実施の形態に係る薄型アンテナの整合特性を例示するグラフである。
図１２の横軸は周波数を示す。縦軸は｜Ｓ１１｜パラメータ（入力リターンロス）を示す。
図１２に示すグラフＧ１は、実施の形態１に係る薄型アンテナ１１の整合特性を示す。すなわち、グラフＧ１は、単体アンテナの｜Ｓ１１｜を示す。ここで、薄型アンテナ１１を単体アンテナと称する。
図１２に示すグラフＧ２は、実施の形態２に係る薄型アンテナ２１の整合特性を示す。すなわち、グラフＧ２は、埋込アンテナの｜Ｓ１１｜を示す。ここで、薄型アンテナ２１を埋込アンテナと称する。
【0063】
（単体アンテナ）
最低使用周波数を０．９６ＧＨｚ（ギガヘルツ）とした場合における単体アンテナの各寸法等は、以下の値とした。
放射素子の寸法（図３Ａおよび図３Ｂ参照）
放射素子の平板の直径：０．３９波長。
側板の高さｈ：０．０７波長。
給電金具の寸法（図４参照）
水平方向（Ｘ方向）の長さＬｐ：０．０３波長。
水平方向（Ｙ方向）の幅Ｌｗ：０．０３波長。
垂直方向（Ｚ方向）の高さＨｆ：０．０６波長。
グランド板の寸法（図３Ａ参照）
正方形の１辺の長さ：０．６４波長。
最低使用周波数を０．９６ＧＨｚ（ギガヘルツ）とした場合における単体アンテナの各寸法等は、以下の値とした。
放射素子の寸法（図３Ａおよび図３Ｂ参照）
放射素子の平板の直径：０．３９波長。
側板の高さｈ：０．０７波長。
給電金具の寸法（図４参照）
水平方向（Ｘ方向）の長さＬｐ：０．０３波長。
水平方向（Ｙ方向）の幅Ｌｗ：０．０３波長。
垂直方向（Ｚ方向）の高さＨｆ：０．０６波長。
グランド板の寸法（図３Ａ参照）
正方形の１辺の長さ：０．６４波長。
【0064】
図１２のグラフＧ１に示すように、単体アンテナのＳ１１は、０．９２ＧＨｚ～１．６６ＧＨｚの間で、－９．５ｄＢ以下となっている。この値は、ＶＳＷＲ≦２．０に相当するので、良好な整合特性と言える。よって、単体アンテナは、広帯域で良好な整合特性を有すると言える。
【0065】
（埋込アンテナ）
最低使用周波数を０．９６ＧＨｚ（ギガヘルツ）とした場合における埋込アンテナの各寸法等は、以下の値とした。
放射素子の寸法（図９Ａおよび図９Ｂ参照）
側板の高さｈ：０．１０波長。
グランド板の寸法（図９Ａ参照）
正方形の１辺の長さ：３．２波長。
なお、その他の寸法は、単体アンテナのものと同じ値とした。
最低使用周波数を０．９６ＧＨｚ（ギガヘルツ）とした場合における埋込アンテナの各寸法等は、以下の値とした。
放射素子の寸法（図９Ａおよび図９Ｂ参照）
側板の高さｈ：０．１０波長。
グランド板の寸法（図９Ａ参照）
正方形の１辺の長さ：３．２波長。
なお、その他の寸法は、単体アンテナのものと同じ値とした。
【0066】
図１２のグラフＧ２に示すように、埋込アンテナのＳ１１は、０．９２ＧＨｚ～１．２２ＧＨｚの間で、－９．５ｄＢ以下となっている。この値は、ＶＳＷＲ≦２．０に相当するので、良好な整合特性と言える。よって、埋込アンテナは、広帯域で良好な整合特性を有すると言える。
【0067】
図１３は、単体アンテナと埋込アンテナの垂直面（仰角面、ＸＺ面）での放射パタ－ン特性を例示するグラフである。
図１３の横軸はＸＺ面の仰角の角度を示す。縦軸はアンテナ利得を示す。
仰角について、０度は天頂方向（Ｚ方向）を示し、９０度は水平方向（ＸＹ面内の方向）を示す。
図１３の横軸はＸＺ面の仰角の角度を示す。縦軸はアンテナ利得を示す。
仰角について、０度は天頂方向（Ｚ方向）を示し、９０度は水平方向（ＸＹ面内の方向）を示す。
【0068】
図１３に示すグラフＧ１は、単体アンテナの周波数０．９６ＧＨｚにおける利得を示す。
図１３に示すグラフＧ２は、埋込アンテナの周波数０．９６ＧＨｚにおける利得を示す。
図１３に示すグラフＧ３は、単体アンテナの周波数１．０９ＧＨｚにおける利得を示す。
図１３に示すグラフＧ４は、埋込アンテナの周波数１．０９ＧＨｚにおける利得を示す。
図１３に示すグラフＧ５は、単体アンテナの周波数１．２２ＧＨｚにおける利得を示す。
図１３に示すグラフＧ６は、埋込アンテナの周波数１．２２ＧＨｚにおける利得を示す。
図１３に示すグラフＧ２は、埋込アンテナの周波数０．９６ＧＨｚにおける利得を示す。
図１３に示すグラフＧ３は、単体アンテナの周波数１．０９ＧＨｚにおける利得を示す。
図１３に示すグラフＧ４は、埋込アンテナの周波数１．０９ＧＨｚにおける利得を示す。
図１３に示すグラフＧ５は、単体アンテナの周波数１．２２ＧＨｚにおける利得を示す。
図１３に示すグラフＧ６は、埋込アンテナの周波数１．２２ＧＨｚにおける利得を示す。
【0069】
図１３に示すように、グラフＧ１～グラフＧ６のいずれにおいても、仰角が４５度の方向にメインビ－ムを有する良好な指向特性が得られることが理解できる。
【0070】
【0071】
図１４Ａおよび図１４Ｂに示すように、３次元放射パタ－ン特性は、垂直面放射パタ－ン（図１３参照）を回転させたような放射パタ－ンとなっている。同じ仰角の水平方向は、どの方向にも概ね同じ利得を有するので、水平面内無指向性の特性となっていることが理解できる。
【0072】
＜効果＞
実施の形態に係る薄型アンテナは、以下の効果がある。
外形が薄型なアンテナである。
広帯域なアンテナである。
方位方向（水平面方向）の指向性は無指向性のアンテナである。
非常に簡易な構造で安価に実現できるアンテナである。
金属壁面等に埋め込んでも性能が劣化せず、使用可能なアンテナである。
実施の形態によれば、広帯域で無指向な特性を有し、薄型で簡易な構造により、安価に実現することが可能な薄型アンテナを提供することができる。
実施の形態に係る薄型アンテナは、以下の効果がある。
外形が薄型なアンテナである。
広帯域なアンテナである。
方位方向（水平面方向）の指向性は無指向性のアンテナである。
非常に簡易な構造で安価に実現できるアンテナである。
金属壁面等に埋め込んでも性能が劣化せず、使用可能なアンテナである。
実施の形態によれば、広帯域で無指向な特性を有し、薄型で簡易な構造により、安価に実現することが可能な薄型アンテナを提供することができる。
【0073】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
【符号の説明】
【0074】
１１、２１、３１…薄型アンテナ
１１１、２１１…グランド板
２１１ｒ…凹み部分
１１１ｓ１…第１面
１１１ｓ２…第２面
１１２…放射素子
１１２ａ…平板
１１２ｂ…側板
１１２ｃ…突起部
１１３…給電金具
１１４…給電部
１１５…同軸コネクタ
３１６…レドーム
Ｌｐ…給電金具の第２部分の第１方向の長さ
Ｌｗ…給電金具の第１部分および第２部分の第２方向の長さ
Ｈｆ…給電金具の第１部分の第３方向の長さ
Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４、Ｇ５、Ｇ６…グラフ
Ｘ１…第１方向
Ｘ２…第２方向
Ｘ３…第３方向
１１１、２１１…グランド板
２１１ｒ…凹み部分
１１１ｓ１…第１面
１１１ｓ２…第２面
１１２…放射素子
１１２ａ…平板
１１２ｂ…側板
１１２ｃ…突起部
１１３…給電金具
１１４…給電部
１１５…同軸コネクタ
３１６…レドーム
Ｌｐ…給電金具の第２部分の第１方向の長さ
Ｌｗ…給電金具の第１部分および第２部分の第２方向の長さ
Ｈｆ…給電金具の第１部分の第３方向の長さ
Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４、Ｇ５、Ｇ６…グラフ
Ｘ１…第１方向
Ｘ２…第２方向
Ｘ３…第３方向
【図1A】
【図1B】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9A】
【図9B】
【図10A】
【図10B】
【図11A】
【図11B】
【図12】
【図13】
【図14A】
【図14B】
