JP2011049926A - 小形アンテナおよびアンテナ給電方式 - Google Patents

Abstract

【課題】漏洩電流の影響が少なく、インピーダンス整合を確実にとることができる小型化かつ薄型なアンテナを得る。
【解決手段】線状のアンテナ素子１０の背面には、その一方向の電磁波の放射を遮蔽する接地された背面金属板２０が設けられ、背面金属板２０とアンテナ素子１０との間には、これらと非接触に所定の間隔をおいて給電金属板３０が配置されている。給電金属板３０に給電されて、アンテナ素子１０との間の結合容量Ｃｓを介してアンテナ素子１０が励振される。
【選択図】図１

Description

本発明は、小形アンテナおよびアンテナ給電方式に係り、特に、たとえば、携帯電話機または携帯端末あるいは無線識別タグ（ＲＦＩＤ）などの小型無線装置に用いて好適な小形アンテナおよびアンテナ給電方式に関するものである。

近年、「ユビキタス」をキーワードとして携帯電話あるいは無線ＬＡＮなどの移動体通信網の拡充が進められ、それらの端末の小型化、高性能化に伴い、搭載されるアンテナの更なる小型化および高性能化が必要視されている。

従来、上記のような小形アンテナとして特許文献１に記載されたものが提案されている。このアンテナは、表面実装型アンテナであって、誘電体または磁性体よりなる基体の一つの主面に、略Ｌ字状もしくは略コ字状に湾曲し、一端が開放され他端が短絡された放射電極とこの放射電極を励振するための給電用電極とがギャップを介して形成され、放射電極と給電用電極とが基体のいずれかの端面に形成されたグランド端子と給電端子とにそれぞれ接続されて構成されているものであった。

このような構成によれば、放射電極の屈曲形状により放射インダクタンスを大としてアンテナの長さ方向の小型化を図り、さらに、放射電極の開放端と給電電極とのギャップを大として容量を増大させることにより、共振波長を大きくして、さらに小型化を図ったものであった。

特許第３１１４６０５号公報 特願２００８-０６８５６０号公報

しかしながら、上述した従来の技術では、放射電極を接地する構成であるので、アンテナを取り付ける箇所の材質によって、漏洩電流などが生じアンテナの特性が大きく変化してしまう問題があった。一方、さらに小型な機器、たとえばＲＦＩＤ（無線識別）タグなどに適用されるアンテナでは、電波吸収体、たとえば人体などに直接接触して用いられる場合があり、電波吸収体側への電波の放射が放射効率を低下させる場合があった。そこで、電波吸収体側に向かう面に金属板を設けて、指向性を付与することが考えられる。しかし、反射板を設けて指向性を一方向に定めたい場合には、共振周波数の４分の１波長の距離を隔ててアンテナ素子の背後に反射板を取り付ける必要があった。また、アンテナ素子と反射板を近づけて配置した場合、その放射抵抗が極めて小さくなり、実用的な回路のインピーダンスと整合がとりにくくなるという問題があった。さらに、その放射抵抗は、金属抵抗に比べて小さくなり、放射効率が下がることが知られている。

これに対し本願出願人は、アンテナ素子の背面に反射板を設けた場合の問題を解決するために、通常、中央給電される線状のアンテナ素子の一端部を給電電極としてオフセット給電とすることで、アンテナ素子の入力インピーダンスを大とし、さらにアンテナ素子の給電電極の両側に所定の間隙をおいて接地電極を設け、その接地電極の面積および間隔を調整することにより、給電電極と接地電極の間の容量を適正化して、入力インピーダンスを保持させるようにしたアンテナ構造を先に特許文献２により提案した。

しかしながら、特許文献２のアンテナ構造において、アンテナを携帯端末などのグランドと接続した場合、接地電極からの漏洩電流によりインピーダンス整合がやはり難しくアンテナ特性が変化してしまう欠点があった。

本発明は上記従来の課題に鑑みてなされたものであり、その一つの目的は、アンテナに反射板を設けて指向性を付与した場合においても漏洩電流の影響がほとんどなく、インピーダンス整合を有利に図ることができ、さらに小型化および薄型化を図ることができる小形アンテナおよびアンテナ給電方式を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明は、電磁波を放射する線状のアンテナ素子（１０−１，１０−２，１０−３）と、アンテナ素子の一方側の放射面に対向して配置されて、アンテナ素子からの一方向への電磁波の放射を遮蔽する背面金属板（２０）と、アンテナ素子と背面金属板の間に、これらと非接触に所定の間隔をおいて設けられ、少なくともアンテナ素子の一端部に臨み該アンテナ素子を励振する給電金属板（３０）と、を含む小形アンテナ１から構成される。

この場合、給電金属板（３０）が長方形状に形成されて、その長辺（ｆｌ、ｆｌｃ）が平面視においてアンテナ素子（１０−１，１０−２）の長手方向に空間的に直交して配置されているとよい。

また、給電金属板（３０）がアンテナ素子（１０−３）と同一面内にアンテナ素子の一端部と所定の間隙（Ｇｃ）をおいて配置されてもよい。

さらに、給電金属板（３０）がその長辺（ｆｌ、ｆｌｃ）の中点外側部分に外部給電点が設けられているとよい。

また、背面金属板（２０）が接地されているとよい。

また、アンテナ素子（１０−１，１０−２）と給電金属板（３０）との間、及び背面金属板（２０）と給電金属板（３０）との間には、それぞれ誘電体層または磁性体層もしくは空気層を含む絶縁層が設けられているとよい。

また、アンテナ素子（１０−１，１０−２，１０−３）は、矩形状に複数回折り曲げられて形成されたメアンダ曲線状の導波路であり、その導波路の一端部が給電金属板（３０）に空間的に直交して、またはその長辺に沿って延在（１０ａ，１０ｂ）していると有利である。

一方、本発明のアンテナ給電方式は、線状のアンテナ素子（１０−１，１０−２，１０−３）と、アンテナ素子の放射面に対向して設けられた背面金属板（２０）とを含む小形アンテナの給電方式において、背面金属板（２０）とアンテナ素子の間に、少なくともアンテナ素子の一端部に非接触に所定の間隔をおいて臨む給電金属板（３０）を設け、その給電金属板に給電するとともに背面金属板を接地して、給電金属板とアンテナ素子の容量結合（Ｃｓ）により、アンテナ素子を励振することを特徴とする。

この場合、給電金属板（３０）は、その給電点においてアンテナ素子の誘導成分ならびにアンテナ素子および背面金属板との間の容量成分（Ｃｓ、Ｃｐ）による所望の直列共振点を有するとよい。

また、給電金属板（３０）は、平面視にてアンテナ素子（１０−１，１０−２）の長手方向に空間的に直交する長方形状に形成され、その面積を適宜調整して、所望の直列共振点を得るとよい。

さらに、給電金属板（３０）とアンテナ素子（１０−１，１０−２）の直交する面積を適宜調整して、所望の直列共振点を得るとよい。

これらの場合、アンテナ素子が矩形状に複数回折り曲げられて形成されたメアンダ曲線状の導波路であり、その導波路の一端部が給電金属板（３０）に空間的に直交し、又はその長辺に沿って延在（１０ｂ）し、その面積を適宜調整して所望の直列共振点を得ると有利である。

また、アンテナ素子と給電金属板（３０）との間、及び背面金属板（２０）と給電金属板（３０）との間には、それぞれ誘電体層または磁性体層もしくは空気層を含む絶縁層が設けられ、その絶縁層の厚みを調整して、所望の直列共振点を得るようにしてもよい。

また、給電金属板（３０）は、その給電点において容量性のインピーダンスを有するとよい。

本発明に係る小形アンテナによれば、電磁波を放射する線状のアンテナ素子と、アンテナ素子の一方側の放射面に対向して配置されて、アンテナ素子からの一方向への電磁波の放射を遮蔽する背面金属板と、アンテナ素子と背面金属板の間に、これらと非接触に所定の間隔をおいて設けられ、少なくともアンテナ素子の一端部に臨みその素子を励振する給電金属板とを含むので、漏洩電流の影響がほとんどなく、インピーダンス整合を有利に図ることができる。したがって、背面金属板とアンテナ素子を近接配置することができ、小型化および薄型化を図ることができる効果を奏する。

また、給電金属板が長方形状に形成されて、その長辺が平面視においてアンテナ素子の長手方向に空間的に直交して配置されているので、アンテナ素子と給電金属板との交差面積を調整して、その結合容量を優位に変化させることができ、アンテナ素子の入力インピーダンスを所望の値に調整することができる。

また、給電金属板がアンテナ素子と同一面内にアンテナ素子の一端部と所定の間隙をおいて配置された構成とすることにより、同一面内においてアンテナ素子と給電金属板との間の結合容量を簡単に調整することができる。

また、給電金属板がその長辺の中点外側部分に外部給電点が設けられているので、アンテナ素子に対して給電金属板の左右の容量が均一化されて容量調整をより有利に図ることができる。

また、背面金属板が接地された構成とすることにより、アンテナ素子からの背面への放射電波を有利に阻止することができ、アンテナ素子から所望の方向への放射効率を高めることができる。

また、アンテナ素子と給電金属板の間に、および背面金属板と給電金属板の間には、それぞれ誘電体層または磁性体層もしくは空気層を含む絶縁層が設けられた構成とすることにより、それぞれの金属板の間の誘電率を所望の値として、インピーダンス整合を図り、さらに薄型化を図ることができる。

また、アンテナ素子が矩形状に複数回折り曲げられて形成されたメアンダ曲線状の導波路であり、その導波路の一端部が給電金属板に空間的に直交して、またはその長辺に沿って延在しているので、所望のアンテナ長を有利に得ることができ、かつそのインピーダンス整合を有利に図ることができる。その結果、薄型かつ小型なアンテナを形成することができる。

また、本発明のアンテナ給電方式によれば、線状のアンテナ素子と、アンテナ素子の放射面に対向して設けられた背面金属板とを含む小形アンテナの給電方式において、背面金属板とアンテナ素子の間に、少なくともアンテナ素子の一端部に非接触に所定の間隔をおいて臨む給電金属板を設け、給電金属板に給電するとともに背面金属板を接地して、給電金属板とアンテナ素子の容量結合により、アンテナ素子を励振する構成であるから、漏洩電流が少なく、インピーダンス整合を確実にとることができる。したがって、背面金属板とアンテナ素子を近接配置した場合であっても安定したアンテナ特性を得ることができ、小型化かつ薄型化を図ることができるなどの効果を奏する。

また、上記のアンテナ給電方式の給電金属板が、その給電点においてアンテナ素子の誘導成分ならびにアンテナ素子および背面金属板との間の容量成分による所望の直列共振点を有する構成であるから、安定したアンテナ特性を得ることができる。

また、上記のアンテナ給電方式の給電金属板が平面視においてアンテナ素子の長手方向に空間的に直交する長方形状に形成され、その面積を適宜調整して、所望の直列共振点を得るので、インピーダンス整合を確実にとることができる。

また、上記のアンテナ給電方式の給電金属板とアンテナ素子の直交する面積を適宜調整して、所望の直列共振点を得ることにより、給電金属板とアンテナ素子の双方でより範囲の広い調整を行うことができ、さらにインピーダンス整合を確実なものとすることができる。

また、上記のアンテナ給電方式のアンテナ素子が矩形状に複数回折り曲げられて形成されたメアンダ曲線状の導波路であり、その導波路の一端部が給電金属板に空間的に直交して、またはその長辺に沿って延在し、その面積を適宜調整して所望の直列共振点を得る構成であるから、アンテナ素子の実効長に応じたインピーダンス整合をより広い範囲で実行することができ、さらにアンテナの小型化を図ることができる。

また、上記のアンテナ給電方式のアンテナ素子と給電金属板との間、及び背面金属板と給電金属板との間には、それぞれ誘電体層または磁性体層もしくはこれらに空気層を含む絶縁層が設けられ、該絶縁層の厚みを調整して、所望の直列共振点を得る構成であるから、さらに有効に薄型化を図ることができる。

また、上記のアンテナ給電方式の給電金属板がその給電点において容量性のインピーダンスを有する構成とすることにより、小形なアンテナで有利に直列共振点を得ることができる。

本発明に係る小形アンテナの第１実施形態の斜視図である。 図１の実施形態に係る小形アンテナを示す平面図である。 図１の実施形態に係る小形アンテナを示す断面図である。 図１の実施形態に係る小形アンテナの等価回路を示す図である。 図１の実施形態に係る小形アンテナおよびアンテナ給電方式の効果を説明するためのグラフである。 図１２〜図１４の比較例小形アンテナによる図５に対応する特性を説明するためのグラフである。 図１の実施形態に係る小形アンテナおよびアンテナ給電方式の効果を説明するためのグラフである。 図１２〜図１４の比較例小形アンテナによる図７に対応する特性を説明するためのグラフである。 （ａ） 図１の実施形態に係る小形アンテナおよびアンテナ給電方式の同軸ケーブル外導体表面電流分布のシミュレーション結果を示す模式図である。（ｂ）図１２〜図１４の比較例に係る小形アンテナの同軸ケーブル外導体表面電流分布のシミュレーション結果を示す模式図である。 図１の実施形態に係る小形アンテナおよびアンテナ給電方式の効果を説明するためのグラフである。 図１２〜図１４の比較例小形アンテナによる図１０に対応する特性を説明するためのグラフである。 図１の実施形態に対する小形アンテナの比較例を示す平面図である。 図１２の比較例に係る小形アンテナを示す断面図である。 図１２の比較例に係る小形アンテナの等価回路を示す図である。 本発明に係る小形アンテナおよびアンテナ給電方式の第２実施形態を示す斜視図である。 本発明に係る小形アンテナおよびアンテナ給電方式の第２実施形態を示す平面図である。 図１５の実施形態に係る小形アンテナの一部を拡大した平面図である。 図１５の実施形態に係る小形アンテナを示す断面図である。 図１５の実施形態に係る小形アンテナおよびアンテナ給電方式の効果を説明するためのグラフである。 本発明に係る小型アンテナおよびアンテナ給電方式の第３実施形態を示す斜視図である。

次に、添付図面を参照して本発明に係る小形アンテナおよびアンテナ給電方式の実施の形態を詳細に説明する。図１には、本発明によるアンテナ給電方式が適用される小形アンテナの一実施形態が示されている。本実施形態における小形アンテナは、所定の形態に形成されたアンテナ素子１０（１０−１）と、その放射面の背面側に対向して形成された背面金属板２０と、これらアンテナ素子１０と背面金属板２０の間にそれぞれ所定の間隔をおいて形成された給電金属板３０とを含み、給電金属板３０に給電ケーブル６０が接続されて、アンテナ素子１０をその容量結合Ｃｓを介して非接触に励振する点が主な特徴点である。

本発明の第1実施形態を示す図１〜３において、立体矩形状の誘電体基板５０の一辺側となる一端側の上面にアンテナ素子１０の端部１０ａが設置され、同誘電体基板５０の下面略全面に背面金属板２０が設置され、さらに、同誘電体基板５０の該一端側において給電金属板３０が埋め込み状に設置されており、アンテナ素子１０と給電金属板３０と背面金属板２０とは相互に離隔した層構造で誘電体基板５０に支持されている。アンテナ素子１０は他端側に向けた長手方向に延長している。より詳細には、アンテナ素子１０は、本実施形態では図２に示すように、線状素子が矩形状で左右往復するように複数回折り曲げられて平面を充填するいわゆるメアンダ曲線状に形成された放射電極であり、その一端部１０aが長手方向に延在されて励振基部となっている。本実施形態において、メアンダ曲線状アンテナ素子は、銅あるいは金などの金属が図３に示す誘電体基板５０の表面にパターン形成されたマイクロストリップラインであり、本実施形態では、たとえば２π／波長（＝ｋ）とアンテナ素子が内接する球の半径（＝ａ)の積（＝ｋａ）で表されるｋａ値が０．５未満となるように線幅Ｗｍ、エレメント間隔Ｗｄ、アンテナ長Ａｔおよびアンテナ幅Ａｗが決定される。ｋａ値は、０．５未満の場合に電気的に小形なアンテナと見なされる値である。誘電体基板５０は、所定の厚みを有する平板状に形成された絶縁基板であり、本実施形態では、誘電率３．０〜２．５程度の合成樹脂基板が２ｍｍ以下となるように形成されている。なお、誘電体基板５０は、アンテナ素子１０、給電金属板３０、背面金属板２０をそれぞれ絶縁状態で位置決め支持する基体であり、したがって、それらの機能を充足する限りにおいて、誘電体のほかに例えば磁性体あるいは空気層を含む支持基体とすることもできる。

背面金属板２０は、アンテナ素子１０の一方側の放射面に対向して銅または金などの金属が誘電体基板５０の裏面にその略全面にパターン形成された金属板でアンテナ素子１０からの一方向への電磁波の放射を遮蔽するものであり、本実施形態では、アンテナ素子１０の一端部１０ａを含むアンテナ長Ａｔおよびアンテナ幅Ａｗで囲まれた放射面より広くまたは略同様の占有面積を有するように形成された反射板である。また、本実施形態では、給電ケーブル６０のグランド部位に接続されて、接地される寄生金属板である。

給電金属板３０は、アンテナ素子１０と背面金属板２０の間の誘電体基板５０に、それらの部材と非接触で所定の間隔をおいて設けられその端部付近内部に薄膜形成された金属板であり、図２に点線で示すように、延在されたアンテナ素子１０の一端部１０ａに平面視において空間的に直交する長方形状の給電板である。給電金属板３０はこのように、少なくともアンテナ素子の一端部に隣接あるいは近接して臨む状態で設置される。本実施形態では、給電金属板３０の長辺ｆｌの略中点端部に給電ケーブル６０の給電線が接続されて、アンテナ端部との間の容量結合によりアンテナ素子１０を励振する。給電金属板３０は、その長辺ｆｌの中点外側部２１に外部給電点ｆｐが設定されている。図中２２は、給電金属板３０の給電点ｆｐに接続される給電ケーブル６０を介して高周波電流を供給する交流電源であり、一端側はアース接地されている。

以上のような構成において、給電ケーブル６０を介して装着された無線機器がオンとなると、給電金属板３０に高周波信号が供給される。次に、給電金属板３０に供給された高周波信号は、給電金属板３０から浮遊容量Ｃｓを介してアンテナ素子１０に供給される。これにより、アンテナ素子１０が励振されて所望の波長の電磁波が放射される。この際、背面金属板２０側への電磁波は、背面金属板２０に遮蔽されて、アンテナの表面側への電磁波のみが有効に放射される。

以上のように本実施形態に係る小形アンテナによれば、線状のアンテナ素子１０と、アンテナ素子１０からの背面側への電磁波の放射を遮蔽する背面金属板２０の間に、これらと非接触に所定の間隔をおいて給電金属板３０が形成されているので、漏洩電流の影響がほとんどなく、インピーダンス整合を有利に図ることができる。すなわち、本実施形態の小形アンテナの等価回路は、図４に示すように、アンテナ素子１０が機器側と直接接触せず給電金属板３０との間に形成された浮遊容量Ｃｓを介してのみ高周波接続されて、さらに接地された背面金属板２０とも非接触であるので、図５に示すように、漏洩電流の影響をほとんど受けない。ここで、図５は、２端子対回路のＳ１１特性、すなわちアンテナ素子１０の反射特性であり、点線で示すシミュレーション結果と、濃い実線で示す給電ケーブル６０のグランドを手で接触した場合と、薄い実線で示す非接触の場合との測定結果である。

より明確には、図６には、図５と同様の特性を図１２ないし図１４に示す比較例で実行した場合が示されている。比較例は、誘電体基板１００の上面に設置されたメアンダラインアンテナ素子１０の一端部１０aに給電ケーブルが接続され、端部１０aの両側に接地電極８０，８０が所定のギャップＧｐをおいて形成されている構造である。誘電体基板の下面全体に接地用金属導体９０が配置されている。この場合、アンテナ幅Ａｗ、アンテナ長Ａｔは、第１実施形態と同様に、１４ｍｍ、２２．５ｍｍでそれぞれ形成されている。図６の場合、点線で示すシミュレーションと、ケーブルに接触した際（濃い実線）と、非接触の際（薄い実線）の特性に大きな変化が見られる。

また、本実施形態に係る小形アンテナによれば、給電金属板３０が長方形状に形成されて、その長辺ｆｌが平面視にてアンテナ素子１０の長手方向に直交して配置されているので、給電金属板３０の面積を調整することで、浮遊容量Ｃｐを調整することができ、アンテナ素子１０の入力インピーダンスを所望の値に調整することができる。すなわち、図７には、線幅Ｗｍ＝１ｍｍ、アンテナ幅Ａｗ＝１４ｍｍのアンテナ素子１０に対して、給電金属板３０の長さｆｌを２ｍｍ,７ｍｍ,１４ｍｍと変化させた場合における入力インピーダンスの実数部(Ｒｅ)および虚数部(Ｉｍ)の特性を表している。この図から明らかなように、給電金属板３０の長さｆｌが２ｍｍの場合、共振時の入力インピーダンスの虚数部が０Ω、ｆｌ＝７ｍｍの場合に−２０Ω、ｆｌ＝１４ｍｍの場合に−８０Ωとなり、入力インピーダンスの虚数部を給電金属板３０の大きさで調整することができる。したがって、携帯端末のような大きなグランドに本実施形態のアンテナを適用した場合でも、有効なインピーダンス整合を実行することができる。

より明確には、図８に、図７と同様の特性を図１２ないし図１４に示す比較例で実行した場合が示されている。この場合、比較例では、端部１０aの両側における接地電極８０，８０の長さｇｌｃｏをそれぞれ１ｍｍ,３ｍｍ,５．５ｍｍと変化させた場合の入力インピーダンスの特性がそれぞれ示されている。すなわち、図８の場合、本実施形態と比較して、電極の面積のみの調整ではインピーダンス整合がとりにくいと思われる。

さらに、本実施形態に係る小形アンテナによれば、アンテナ端部付近において、アンテナ素子１０の端部１０aと、給電金属板３０と、背面金属板２０とが相互に離隔して積層された構成であるので、表皮効果で制限される素子上の電流の流れる面積が増え、放射効率の向上が期待できる。たとえば、図９には、本実施形態のアンテナ１に同軸ケーブルを接続した場合（ｂ）と、図１２ないし図１４に示す比較例のアンテナ２に同軸ケーブルを接続した場合（a）のそれぞれ同軸ケーブルの外導体表面（グランド）上の電流分布が示されている。この図から明らかなように、本実施形態の場合には電流分布が一様になり、比較例の場合にはアンテナ側に向かうほど電流分布がまばらとなっている。すなわち、本実施形態では、漏洩電流が少ないことがわかる。さらに、図１０および図１１には、それぞれアンテナ１，２に同軸ケーブルを接続した場合（薄い実線）と、接続しない場合（濃い実線）とにおけるアンテナの絶対利得の変化を表したものである。これらの図から明らかなように、図１０に示す本実施形態のアンテナの場合には同軸ケーブルを接続した際と非接続の際に漏洩電流の影響が少なく、その絶対利得の変化が図１１に示す比較例に比べ少ない。

次に、図１５ないし図１８には、本発明に係る小形アンテナおよびアンテナ給電方式の第２実施形態が示されている。これらの図において、第１実施形態と異なる部分は、アンテナ素子１０の一端部１０ａに、さらにその直交する方向に長方形状の延在部位１０ｂが形成されている点である。

すなわち、第１実施形態では、給電金属板３０の長さｆｌを調整することにより、アンテナ素子１０との間の結合容量Ｃｓを変えて、インピーダンス整合するように構成したが、本実施形態では、アンテナ素子１０と給電金属板３０との間の結合容量を制御する場合には、延在部材１０ｂの長さｆｌｄ（図１７参照）、線幅ｆｗｄまたはアンテナ端部と給電金属板３０の間隔ｄｓのうちのいずれかを変えて、インピーダンス整合することができる。さらに、本実施形態では、給電金属板３０と背面金属板２０との間の結合容量Ｃｐを上記の結合容量Ｃｓとは別に調整することができる。つまり、結合容量Ｃｐを調整する場合は、給電金属板３０の長さｆｌｃとその線幅ｆｗｃまたは給電金属板３０と背面金属板２０の間隔ｄｐを変えることにより、それぞれ独立した制御をすることができる。

以上のように本実施形態に係る小形アンテナおよびアンテナ給電方式によれば、たとえばＲＦＩＤチップなどに適用した場合、ロットによってインピーダンスがばらつく場合があり、本実施形態の構成では、結合容量Ｃｓ，Ｃｐをいくつかの値で予め作成しておき、組み合わせを変えることで、それらのばらつきに対応することができる。チップが小さい場合、チップのインピーダンスは容量性となるが、アンテナを誘導性に設計することもできる。図１９には延在部材１０ｂの長さｆｌｄを１ｍｍ，３ｍｍ,７ｍｍ,１４ｍｍに変えた場合の入力インピーダンスの実数部と虚数部が示されている。この図においても図７の場合と同様に虚数部を有効に変化させることができた。

次に、図２０には、本発明に係る小形アンテナおよびアンテナ給電方式の第３の実施形態が示されている。この図において、上記各実施形態と異なる点は、長方形状の給電金属板３０がアンテナ素子１０と同一面内に所定の間隔をおいて形成されて、アンテナ素子１０の一端部が給電金属板に沿ってＬ字状に折り曲げられたＬ字端部１０ｃを有する点である。

すなわち、本実施形態では、同一面内において、給電金属板３０の面積または給電金属板３０とアンテナ素子端部１０ｃとのギャップＧｃを変えて結合容量を調整することができる。

なお、上記各実施形態では、アンテナ素子１０としてメアンダ曲線の素子を適用したが本実施形態では、さらにアンテナ長を短い面積で伸ばすことができるペアノ曲線など他の線状アンテナを適用してもよい。

また、上記各実施形態では、誘電体基板に各部を形成するように構成したが、基板は磁性体でもよく、また空気層を含んでもよい。

携帯電話、携帯端末などの移動体通信、無線ＬＡＮなどに適用される通信機器あるいは無線識別タグなどの各種小型通信機に適用することができる。

１０ アンテナ素子
２０ 背面金属板
３０ 給電金属板
５０ 誘電体基板

Claims (14)

1. 電磁波を放射する線状のアンテナ素子と、
   アンテナ素子の一方側の放射面に対向して配置されて、アンテナ素子からの一方向への電磁波の放射を遮蔽する背面金属板と、
   アンテナ素子と背面金属板の間に、これらと非接触に所定の間隔をおいて設けられ、少なくともアンテナ素子の一端部に臨みアンテナ素子を励振する給電金属板と、
   を含むことを特徴とする小形アンテナ。
2. 給電金属板は、長方形状に形成されて、その長辺が平面視においてアンテナ素子の長手方向に空間的に直交して配置されていることを特徴とする請求項１記載の小形アンテナ。
3. 給電金属板は、前記アンテナ素子と同一面内にアンテナ素子の一端部と所定の間隙をおいて配置されていることを特徴とする請求項２記載の小形アンテナ。
4. 給電金属板は、その長辺の中点外側部分に外部給電点が設けられていることを特徴とする請求項２または３記載の小形アンテナ。
5. 背面金属板は、接地されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の小形アンテナ。
6. アンテナ素子と給電金属板との間、及び背面金属板と給電金属板との間には、それぞれ誘電体層又は磁性体層もしくは空気層を含む絶縁層が設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の小形アンテナ。
7. アンテナ素子は、矩形状に複数回折り曲げられて形成されたメアンダ曲線状の導波路であり、該導波路の一端部が給電金属板に直交、又はその長辺に沿って延在していることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の小形アンテナ。
8. 線状のアンテナ素子と、アンテナ素子の放射面に対向して設けられた背面金属板とを含む小形アンテナの給電方式において、該方式は、
   背面金属板とアンテナ素子の間に、少なくともアンテナ素子の一端部に非接触に所定の間隔をおいて臨む給電金属板を設け、
   給電金属板に給電するとともに背面金属板を接地して、
   給電金属板とアンテナ素子の容量結合により、アンテナ素子を励振することを特徴とするアンテナ給電方式。
9. 給電金属板は、その給電点においてアンテナ素子の誘導成分ならびにアンテナ素子および背面金属板との間の容量成分による所望の直列共振点を有することを特徴とする請求項８記載のアンテナ給電方式。
10. 給電金属板は、平面視においてアンテナ素子の長手方向に空間的に直交する長方形状に形成され、その面積を適宜調整して、所望の直列共振点を得ることを特徴とする請求項９記載のアンテナ給電方式。
11. 給電金属板とアンテナ素子の直交する面積を適宜調整して、所望の直列共振点を得ることを特徴とする請求項１０記載のアンテナ給電方式。
12. アンテナ素子は、矩形状に複数回折り曲げられて形成されたメアンダ曲線状の導波路であり、該導波路の一端部が給電金属板に空間的に直交し、又はその長辺に沿って延在し、その面積を適宜調整して所望の直列共振点を得ることを特徴とする請求項８ないし請求項１１のいずれかに記載のアンテナ給電方式。
13. アンテナ素子と給電金属板との間、及び背面金属板と給電金属板との間には、それぞれ誘電体層または磁性体層もしくは空気層を含む絶縁層が設けられ、該絶縁層の厚みを調整して、所望の直列共振点を得ることを特徴とする請求項８ないし請求項１２のいずれかに記載のアンテナ給電方式。
14. 給電金属板は、その給電点において容量性のインピーダンスを有することを特徴とする請求項８ないし請求項１３のいずれかに記載のアンテナ給電方式。
    

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