JP7404031B2

JP7404031B2 - アンテナ

Info

Publication number: JP7404031B2
Application number: JP2019196290A
Authority: JP
Inventors: 圭史小坂; 博鳥屋尾
Original assignee: Japan Aviation Electronics Industry Ltd
Current assignee: Japan Aviation Electronics Industry Ltd
Priority date: 2019-10-29
Filing date: 2019-10-29
Publication date: 2023-12-25
Anticipated expiration: 2039-10-29
Also published as: US20210126367A1; KR102402052B1; KR20210052203A; TWI794643B; TW202118146A; US11626664B2; EP3817138B1; EP3817138A1; CN112751202A; CN112751202B; JP2021072469A

Description

本発明は、アンテナに関する。

特許文献１は、小型で広帯域なアンテナを開示している。図２４に示されるように、特許文献１のアンテナ９０は、切れ目又はスプリット部９２を有する環状の導体であるスプリットリング９４を用いたスプリットリング共振器９６を有している。

特許第６０２０４５１号公報

特許文献１のアンテナ９０は、単一の動作周波数でのみ共振するものであり、マルチバンドに対応できない。

そこで、本発明は、複数の動作周波数で共振する構造を有するアンテナを提供することを目的とする。

本発明は、第１のアンテナとして、スプリットリング共振器を有しているアンテナであって、
所定電気長を有するオープンスタブ又はショートスタブを少なくとも部分的に構成する第１導体と第２導体とを少なくとも備えており、
複数の動作周波数を有する
アンテナを提供する。

また、本発明は、第２のアンテナとして、第１のアンテナであって、
前記第１導体と前記第２導体とは、前記所定電気長に亘って伝送線路を構成している
アンテナを提供する。

また、本発明は、第３のアンテナとして、第１又は第２のアンテナであって、
前記アンテナは、第３導体と給電部とを更に備えており、
前記第１導体、前記第２導体及び前記第３導体の夫々は、第１端部及び第２端部を有しており、
前記第１導体の前記第１端部は、前記第３導体の前記第１端部に接続されており、
前記第２導体の前記第１端部は、前記第３導体の前記第２端部に接続されており、
前記第２導体と前記第３導体とは、スプリットリングを構成しており、
前記第２導体の前記第２端部と前記第３導体の前記第１端部とは、互いに離れて位置しており、前記スプリットリングにおけるスプリット部を形成しており、
前記給電部は、前記第２導体又は前記第３導体に設けられている
アンテナを提供する。

また、本発明は、第４のアンテナとして、第３のアンテナであって、
前記アンテナは、前記第１導体の前記第２端部又はその近傍において前記第１導体と前記第２導体とを接続する第４導体を更に備えており、
前記第１導体と前記第２導体と前記第４導体とは前記ショートスタブを構成しており、
前記所定電気長は、前記複数の動作周波数のいずれか一つの波長の０．７５倍以上である
アンテナを提供する。

また、本発明は、第５のアンテナとして、第１又は第２のアンテナであって、
前記アンテナは、第３導体を更に備えており、
前記第１導体、前記第２導体及び前記第３導体の夫々は、第１端部及び第２端部を有しており、
前記第１導体の前記第１端部は、前記第３導体の前記第１端部に接続されており、
前記第２導体の前記第１端部は、前記第３導体の前記第２端部に接続されており、
前記第３導体は、スプリットリングを構成しており、
前記第３導体の前記第１端部及び前記第２端部は、互いに離れて位置しており、前記スプリットリングにおけるスプリット部を形成している
アンテナを提供する。

また、本発明は、第６のアンテナとして、第５のアンテナであって、
前記アンテナは、前記第３導体の前記第１端部及び前記第２端部から離れた位置において前記第１導体と前記第２導体とを接続する第４導体を更に備えており、
前記第１導体と前記第２導体と前記第４導体とは前記ショートスタブを構成しており、
前記所定電気長は、前記複数の動作周波数のいずれか一つの波長の０．７５倍以上である
アンテナを提供する。

また、本発明は、第７のアンテナとして、第３又は第５のアンテナであって、
前記第１導体と前記第２導体とは、前記オープンスタブを構成しており、
前記所定電気長は、前記複数の動作周波数のいずれか一つの波長の０．５倍以上である
アンテナを提供する。

また、本発明は、第８のアンテナとして、第３から第７のアンテナのいずれかであって、
前記第３導体から延びる放射素子を更に備えている
アンテナを提供する。

さらに、本発明は、第９のアンテナとして、第８のアンテナであって、
前記放射素子は、前記複数の動作周波数のいずれか一つの波長の１／４と対応している
アンテナを提供する。

スプリットリング共振器を有するアンテナと、所定電気長を有するオープンスタブ又はショートスタブを少なくとも部分的に構成する第１導体と第２導体とを組み合わせることにより、小型でありながら、複数の動作周波数を有するアンテナを提供することができる。

本発明のアンテナの基本構成を示す図である。本発明のアンテナの基本構成の変形例を示す図である。本発明の第１の形態によるアンテナを示す概略図である。本発明の第１の形態によるアンテナの第１変形例を示す概略図である。給電部は、図示されていない。本発明の第１の形態によるアンテナの第２変形例を示す概略図である。給電部は、図示されていない。本発明の第２の形態によるアンテナを示す概略図である。本発明の第２の形態によるアンテナの第１変形例を示す概略図である。本発明の第２の形態によるアンテナの第２変形例を示す概略図である。本発明の第２の形態によるアンテナの第３変形例を示す概略図である。本発明の第２の形態によるアンテナの第４変形例を示す概略図である。本発明の第２の形態によるアンテナの第５変形例を示す概略図である。給電部は、図示されていない。本発明の第２の形態によるアンテナの第６変形例を示す概略図である。給電部は、図示されていない。本発明の第２の形態によるアンテナの第７変形例を示す概略図である。給電部は、図示されていない。本発明の第３の形態によるアンテナを含むアンテナ装置を示す斜視図である。図１４のアンテナ装置に含まれるアンテナを示す斜視図である。図１５のアンテナを示す平面図である。図１５のアンテナを示す底面図である。図１５のアンテナを示す正面図である。図１５のアンテナを示す背面図である。図１５のアンテナを示す右側面図である。図１５のアンテナを示す左側面図である。本発明の第３の形態によるアンテナの変形例を示す斜視図である。図１のアンテナに供給される周波数と反射係数Ｓ１１との関係を示すグラフである。スタブがキャパシティブに動作する周波数帯を“キャパシティブ”と、スタブがインダクティブに動作する周波数帯を“インダクティブ”と表示している。特許文献１に記載されたアンテナを示す平面図である。

まず、図１を参照して、本発明によるアンテナの基本構成について説明する。図１のアンテナ１０は、スタブ１２と、スプリットリング１４とを備えている。スタブ１２は、互いに距離を置いて平行に配置された一対の導体、即ち、第１導体１２０及び第２導体１３０により構成されている。スプリットリング１４は、切れ目又はスプリット部１６のある環状の導体、即ち、第３導体１４０により構成されている。第１導体１２０及び第２導体１３０は、第３導体１４０の第１端部１４２及び第２端部１４４に夫々接続されている。

図１から理解されるように、第３導体１４０は、環状の形状を有しており、インダクタを構成する。また、第３導体１４０の一対の端部、即ち、第１端部１４２及び第２端部１４４は、互いに離れて対向し、キャパシタを構成する。なお、本明細書において「環状」は、楕円環形、多角環形をも含む概念である。

図１に示されるように、第１導体１２０及び第２導体１３０（スタブ１２）は、電気長Ｌｅを有している。電気長Ｌｅは、第１導体１２０と第２導体１３０とが、所定の周波数帯域で分布定数線路を形成するのに必要な長さ以上の長さ（所定電気長）である。換言すると、第１導体１２０及び第２導体１３０は、所定電気長の伝送線路を構成している。スタブ１２は、所定電気長を有しているので、入力される電力の周波数に応じてインダクティブ又はキャパシティブに働く。

図１から理解されるように、スタブ１２とスプリットリング１４とは、全体としてスプリットリング共振器１００を構成する。スプリットリング共振器１００は、スタブ１２が構成するキャパシタと、スプリットリング１４が構成するキャパシタと、スプリットリング１４が構成するインダクタとにより構成されるＬＣ共振器として動作する。スタブ１２が第３導体１４０に供給される周波数に応じて、インダクティブ又はキャパシティブに働くことにより、スプリットリング共振器１００は、複数の共振周波数を有する。詳しくは、図２３から理解されるように、スプリットリング共振器１００は、スタブ１２がキャパシティブとなる周波数でＬＣ共振を起こす。スタブ１２がキャパシティブとなる周波数は、複数存在する。スプリットリング共振器１００に共振を起こさせる周波数を含み、かつ反射係数Ｓ１１が所定値よりも小さい周波数帯が、スプリットリング共振器１００の共振周波数帯である。このように、スプリットリング共振器１００は、複数の共振周波数を有する。即ち、アンテナ１０は複数の動作周波数を有する。複数の動作周波数のうちの一つは、スタブ１２が有意な電気長を持つに至らない低い周波数であって、スプリットリング共振器１００をＬＣ共振させる周波数である。複数の動作周波数のうちの他の一つは、スタブ１２の電気長に対応する動作周波数である。

図１のアンテナ１０において、スタブ１２とスプリットリング１４とは、互いに区別することができる。しかしながら、スタブ１２とスプリットリング１４とは、互いに共用する共用部分を有していてもよい。例えば、図２に示すアンテナ２０において、第２導体２３０は、第１導体２２０とともにスタブ２２を構成する。同時に第２導体２３０は、第３導体２４０とともにスプリット部２６を有するスプリットリング２４を構成する。そして、スタブ２２とスプリットリング２４とは、スプリットリング共振器２００を構成する。このように、第１導体２２０及び第２導体２３０の少なくとも一方が、スプリットリング２４の一部を構成してもよい。この構成により、アンテナ２０は、アンテナ１０と同様に複数の動作周波数を有する。しかも、アンテナ２０は、第２導体２３０がスタブ２２の一部とスプリットリング２４の一部とを兼ねているので、アンテナ１０に比べて小型化を実現することができる。

また、図１及び図２に示される構成においてスタブ１２又は２２は、第１導体１２０又は２２０と第２導体１３０又は２３０の夫々が開放端を有するオープンスタブである。しかしながら、本発明のアンテナは、第１導体１２０又は２２０の一端と第２導体１３０又は２３０の一端とを短絡させたショートスタブであってもよい。換言すると、本発明のアンテナは、所定電気長を有するオープンスタブ又はショートスタブを少なくとも部分的に構成する第１導体１２０又は２２０と第２導体１３０又は２３０とを少なくとも備えていればよい。

図３を参照すると、本発明の第１の実施の形態によるアンテナ１０Ａは、図１に示されるアンテナ１０の構成を有している。即ち、アンテナ１０Ａは、スタブ１２とスプリットリング１４とを備えている。詳しくは、アンテナ１０Ａは、同一平面上に配置された第１導体１２０、第２導体１３０及び第３導体１４０を備えている。第１導体１２０、第２導体１３０及び第３導体１４０の材料は導電材料であれば特に限定されない。例えば、第１導体１２０、第２導体１３０及び第３導体１４０の夫々は、金属板で構成されてよい。あるいは、第１導体１２０、第２導体１３０及び第３導体１４０の夫々は、回路基板に含まれる導電膜で構成されてもよい。また、第１導体１２０、第２導体１３０及び第３導体１４０は、別々の部材であってもよいし、一体化された単一の部材であってもよい。

図３に示されるように、第１導体１２０、第２導体１３０及び第３導体１４０の夫々は、第１端部１２２，１３２，１４２及び第２端部１２４，１３４，１４４を有している。第１導体１２０の第１端部１２２は、第３導体１４０の第１端部１４２に接続されている。第２導体１３０の第１端部１３２は、第３導体１４０の第２端部１４４に接続されている。

図３に示されるように、第１導体１２０及び第２導体１３０の夫々は、複数の屈曲部を持つ形状を有している。第１導体１２０と第２導体１３０とは、一定の間隔をあけて並置され、スタブ１２を構成している。本実施の形態において、スタブ１２は、オープンスタブである。即ち、第１導体１２０の第２端部１２４及び第２導体１３０の第２端部１３４はいずれも開放端である。スタブ１２は、所定電気長を有している。所定電気長は、アンテナ１０Ａの動作周波数の一つに対応する波長の１／２（＝０．５λ）以上の長さである。本実施の形態において、スタブ１２の電気長は、第１導体１２０の第１端部１２２から第２端部１２４までの電気長、又は第２導体１３０の第１端部１３２から第２端部１３４までの電気長に依存して定まる。

図３に示されるように、第３導体１４０は、矩形のスプリットリング１４を形成している。第３導体１４０の第１端部１４２と第２端部１４４とは、互いに離れて位置しており、スプリットリング１４におけるスプリット部１６を形成している。第３導体１４０には、給電部１８が設けられている。スタブ１２は、周波数に応じて、インダクティブ又はキャパシティブに働く。これにより、スタブ１２とスプリットリング１４とで構成されるスプリットリング共振器１００は、複数の共振周波数を有することができる。こうして、アンテナ１０Ａは、複数の動作周波数を有することができる。

図３に示されるアンテナ１０Ａにおいて、スタブ１２はスプリットリング１４と同一の平面上に形成されており、スタブ１２はスプリットリング１４の外側に位置している。しかしながら、本願発明は、これに限られない。図４に示されるアンテナ１０Ｂのように、スタブ１２を構成する第１導体１２０及び第２導体１３０は、スプリットリング１４の内側に設けられてもよい。これにより、アンテナ１０Ｂはアンテナ１０Ａに比べて小型化を実現することができる。

図３及び図４に示されるアンテナ１０Ａ及び１０Ｂの夫々において、スタブ１２はオープンスタブとして構成されている。しかしながら、本願発明は、これに限られない。スタブ１２は、ショートスタブとして構成されてもよい。例えば、図５に示されるアンテナ１０Ｃのように、第１導体１２０の第２端部１２４と第２導体１３０の第２端部１３４とを第４導体１５０を用いて接続することにより、スタブ１２Ｃをショートスタブにすることができる。但し、本発明はこれに限られない。ショートスタブを構成するには、第３導体１４０の第１端部１４２及び第２端部１４４から離れた位置において、第１導体１２０と第２導体１３０とを第４導体１５０を用いて接続すればよい。ショートスタブであるスタブ１２Ｃの電気長は、第１導体１２０又は第２導体１３０の電気長に依存する。また、スタブ１２Ｃの電気長（所定電気長）は、動作周波数の一つに対応する波長の３／４（＝０．７５λ）以上の長さである。

図６を参照すると、本発明の第２の実施の形態によるアンテナ２０Ａは、図２に示されるアンテナ２０の構成を有している。即ち、アンテナ２０Ａは、スタブ２２とスプリットリング２４とを備えている。詳しくは、図６のアンテナ２０Ａは、第１導体２２０、第２導体２３０及び第３導体２４０を備えている。第１導体２２０、第２導体２３０及び第３導体２４０の材料は導電材料であれば特に限定されない。第１導体２２０、第２導体２３０及び第３導体２４０の夫々は、金属板で構成されてよい。あるいは、多層配線基板に含まれる複数層の導電膜及びビアで構成されてもよい。また、第１導体２２０、第２導体２３０及び第３導体２４０は、別々の部材として構成されたものでもよいし、一体化された単一の部材であってもよい。

図６に示されるように、第１導体２２０、第２導体２３０及び第３導体２４０の夫々は、第１端部２２２，２３２，２４２及び第２端部２２４，２３４，２４４を有している。第１導体２２０の第１端部２２２は、第３導体２４０の第１端部２４２に接続されている。第２導体２３０の第１端部２３２は、第３導体２４０の第２端部２４４に接続されている。

図６に示されるように、第１導体２２０及び第２導体２３０の夫々は、横方向に長い矩形の形状を有している。第１導体２２０は、その第１端部２２２から第１横方向へ延びており、第２導体２３０は、その第１端部２３２から第２横方向へ延びている。第１導体２２０と第２導体２３０とは、上下方向に離れて、互いに平行に配置されている。換言すると、第１導体２２０と第２導体２３０とは、互いに離れて対向している。上下方向において、第１導体２２０は、第２導体２３０の上方に位置している。こうして、第１導体２２０と第２導体２３０とは、スタブ２２を構成している。本実施の形態のアンテナ２０Ａは、スタブ２２を立体的に構成したことにより、その占有面積を小さくすることができる。本実施の形態において、横方向はＸ方向であり、－Ｘ方向が第１横方向、＋Ｘ方向が第２横方向である。また、本実施の形態において、上下方向はＺ方向である。＋Ｚ方向が上方であり、－Ｚ方向が下方である。

図６から理解されるように、本実施の形態において、スタブ２２はオープンスタブである。即ち、第１導体２２０の第２端部２２４及び第２導体２３０の第２端部２３４の夫々は、開放端である。スタブ２２は、第１導体２２０又は第２導体２３０の横方向の長さに依存する電気長Ｌｅを有している。電気長（所定電気長）Ｌｅは、アンテナ２０Ａの動作周波数の一つに対応する波長の１／２（＝０．５λ）以上の長さである。

図６から理解されるように、第２導体２３０と第３導体２４０とは、矩形のスプリットリング２４を構成している。第３導体２４０は、上下方向において、第１端部２４２が第２端部２４４よりも上方に位置するように、二つの屈曲部を有している。

図６に示されるように、第２導体２３０の第２端部２３４と第３導体２４０の第１端部２４２とは、互いに離れて位置しており、スプリットリング２４におけるスプリット部２６を形成している。第２導体２３０には、給電部２８が設けられている。スタブ２２は、周波数に応じて、インダクティブ又はキャパシティブに働く。これにより、スタブ２２とスプリットリング２４とで構成されるスプリットリング共振器２００は、複数の共振周波数を有することができる。こうして、アンテナ２０Ａは、複数の動作周波数を有することができる。

図６に示されるアンテナ２０Ａにおいて、給電部２８は、第２導体２３０に設けられている。但し、本発明はこれに限られない。第１導体２２０、第２導体２３０及び第３導体２４０の形状、サイズ、配置に応じて、給電部２８は、第３導体２４０に設けられもよい（図２参照）。換言すると、本発明のアンテナにおいて、給電部２８は、第２導体２３０又は第３導体２４０に設けられていればよい。あるいは、給電部２８は、第１導体２２０に設けられてもよい。その場合、第１導体２２０及び第２導体２３０の機能が互いに入れ替わることになる。

図６に示されるアンテナ２０Ａにおいて、第１導体２２０及び第２導体２３０は、横方向に長い矩形の形状を有している。しかしながら、本発明はこれに限られない。図７に示されるアンテナ２０Ｂのように、第１導体２２０をミアンダ状に形成し、第２導体２３０を面状に形成してもよい。あるいは、これとは逆に第１導体２２０を面状に形成し、第２導体２３０をミアンダ状に形成してもよい。また、図８に示されるアンテナ２０Ｃのように、第１導体２２０をスパイラル状に形成し、第２導体２３０を面状に形成してもよいし、それとは逆に、第１導体２２０を面状に形成し、第２導体２３０をスパイラル状に形成してもよい。これらの構成によれば、アンテナ２０Ｂ又は２０Ｃの大型化を回避しつつ、スタブ２２の電気長を長くすることができる。スタブ２２の電気長は、ミアンダ状又はスパイラル状の第１導体２２０又は第２導体２３０の電気長に依存する。

図６から図８までに示されるアンテナ２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃの夫々において、スタブ２２はオープンスタブとして構成されている。しかしながら、本願発明は、これに限られず、スタブ２２は、ショートスタブとして構成されてもよい。例えば、図９に示されるアンテナ２０Ｄ又は図１０に示されるアンテナ２０Ｅのように、第１導体２２０の第２端部２２４と第２導体２３０とを第４導体２５０を用いて接続することにより、スタブ２２Ｄ又は２２Ｅをショートスタブにすることができる。ここで、第１導体２２０における第４導体２５０の接続位置は、第２端部２２４に限られず、その近傍であってよい。第４導体２５０の接続位置を変更することにより、アンテナ２０Ｄ又は２０Ｅの動作周波数を調節することができる。このように、本発明のアンテナは、第１導体２２０の第２端部２２４又はその近傍において第１導体２２０と第２導体２３０とを接続する第４導体２５０を更に備えてもよい。スタブ２２Ｄ又は２２Ｅの電気長は、ミアンダ状又はスパイラル状の第１導体２２０の電気長に依存する。スタブ２２Ｄ又は２２Ｅの電気長は、動作周波数の一つに対応する波長の３／４以上（＝０．７５λ）の長さである。

図６から図１０までに示されるアンテナ２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ，２０Ｅの夫々において、スタブ２２，２２Ｄ又は２２Ｅは立体的に構成されている。しかしながら、本願発明は、これに限られない。例えば、図１１に示されるアンテナ２０Ｆのように、スタブ２２Ｆは、平面的に構成されてもよい。図１１のアンテナ２０Ｆにおいて、第１導体２２０は、第２導体２３０の縁に沿うように所定の間隔をあけて配置されている。第１導体２２０は幅狭に形成され、第２導体２３０は幅広に形成されている。第３導体２４０の第１端部２４２は、第１導体２２０の幅に対応する幅を有している。このような構成を持つアンテナ２０Ｆもまた、複数の動作周波数を有することができる。

図６から図１１までに示されるアンテナ２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ，２０Ｅ、２０Ｆの夫々において、スタブ２２，２２Ｄ，２２Ｅ又は２２Ｆは、二つの導体、即ち第１導体２２０及び第２導体２３０により構成されている。しかしながら、本願発明は、これに限られない。スタブ２２は、三つ以上の導体を用いて構成されてもよい。例えば、図１２に示されるアンテナ２０Ｇのように、第２導体２３０と平行に配置される付加的第２導体２３０Ｇを設けてもよい。付加的第２導体２３０Ｇは、第２導体２３０と同一形状及び同一サイズを有している。付加的第２導体２３０Ｇは、接続部２３１を用いて、第３導体２４０の第２端部２４４に接続される。第１導体２２０は、上下方向において、第２導体２３０と付加的第２導体２３０Ｇとの間に位置する。上下方向において、第１導体２２０から第２導体２３０までの距離と、第１導体２２０から付加的第２導体２３０Ｇまでの距離は等しい。このような構成を持つアンテナ２０Ｇもまた、複数の動作周波数を有することができる。

図６から図１１までに示されるアンテナ２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ，２０Ｅ、２０Ｆの夫々において、第１導体２２０及び第２導体２３０は平板状であった。しかしながら、本願発明は、これに限られない。例えば、図１３に示されるアンテナ２０Ｈのように、円筒形の第２導体２３０Ｈを用いてスタブ２２Ｈを構成してもよい。このような構成を持つアンテナ２０Ｈもまた、複数の動作周波数を有することができる。

図１４を参照すると、本発明の第３の実施の形態によるアンテナ３０は、使用時おいて回路基板８０に搭載されるディスクリート部品である。回路基板８０には、アンテナ３０に電気的に接続される給電線８２とグランドプレーン８４とが形成されている。但し、本発明はこれに限られない。本発明のアンテナは、多層配線基板に含まれる複数の導電層及びビアを用いて構成されてもよい。あるいは、本発明のアンテナは、樹脂体に金属膜をめっきし、又は樹脂体に金属体を貼り付けるなど、他の方法を用いて構成されてもよい。いずれにせよ、本発明のアンテナは、導電部材が図１５に示されるようなアンテナ形状に配置されていればよい。

図１５から図２１までの図から理解されるように、アンテナ３０は、第１導体３２０、第２導体３３０及び第３導体３４０を有している。第１導体３２０、第２導体３３０及び第３導体３４０は、スタブ３２及びスプリットリング３４を構成する。また、スタブ３２とスプリットリング３４とは、スプリットリング共振器３００を構成する。換言すると、アンテナ３０は、第１導体３２０、第２導体３３０及び第３導体３４０で構成されるスプリットリング共振器３００を備えている。本実施の形態において、第１導体３２０、第２導体３３０及び第３導体３４０は、単一の金属板からなり、一体に構成されている。但し、本発明は、これに限られない。アンテナ３０は、複数の導電部材を用いて構成されてもよい。

図１５から図１７までに示されるように、第１導体３２０、第２導体３３０及び第３導体３４０の夫々は、第１端部３２２，３３２，３４２及び第２端部３２４，３３４，３４４を有している。第１導体３２０の第１端部３２２は、第３導体３４０の第１端部３４２に接続されており、第２導体３３０の第１端部３３２は、第３導体３４０の第２端部３４４に接続されている。

図１５及び図１６に示されるように、第１導体３２０は、ミアンダ部４０と延長部４２とを有している。ミアンダ部４０の端部４０２は、第１導体３２０の第１端部３２２である。ミアンダ部４０の別の端部４０４は、延長部４２の端部４２２に接続されている。延長部４２の別の端部４２４は、第１導体３２０の第２端部３２４である。延長部４２は、ミアンダ部４０の別の端部４０４から第２横方向へ延びた後、後方へ延び、更に第１横方向へ延びている。第１導体３２０は、スタブ３２を部分的に構成する。第１導体３２０の電気長は、スタブ３２の電気長（所定電気長）を決定する。

図１７に示されるように、第２導体３３０は、前後方向に長い矩形の平板である。本実施の形態において前後方向は、Ｙ方向である。＋Ｙ方向が後方であり、－Ｙ方向が前方である。第２導体３３０の第１端部３３２及び第２端部３３４は、一対の側縁部５２，５０であって、前縁５４に近い部分に設けられている。第２導体３３０の第１端部３３２は、第３導体３４０の第２端部３４４に接続されており、第２導体３３０の第２端部３３４は、第３導体３４０の第１端部３４２の近くに位置している。第２導体３３０の第２端部３３４は、第３導体３４０の第１端部３４２と接続されておらず、互いに離れて位置している。第２導体３３０と第３導体３４０とはスプリットリング３４を構成し、第２導体３３０の第２端部３３４と第３導体３４０の第１端部３４２とは、スプリットリング３４におけるスプリット部３６を形成している。本実施の形態において、第２導体３３０の第２端部３３４は、上下方向において、第３導体３４０の第１端部３４２よりも下方に位置している。スプリット部３６は、上下方向において、第２導体３３０の第２端部３３４と第３導体３４０の第１端部３４２との間に位置している。

図１８及び図１９から理解されるように、第２導体３３０は、上下方向において、第１導体３２０よりも下方に位置している。図１６及び図１７から理解されるように、上下方向に沿って見たとき、第１導体３２０と第２導体３３０とは、部分的に重なっている。詳しくは、上下方向に沿って見たとき、第２導体３３０は、第１導体３２０のミアンダ部４０と部分的に重なっている。第２導体３３０は、スタブ３２を部分的に構成する。また、第１導体３２０と第２導体３３０とは、スタブ３２を部分的に構成する。第１導体３２０及び第２導体３３０は、上下方向において重なっている部分のみならず、それ以外の部分においてもスタブ３２を構成する。換言すると、第１導体３２０及び第２導体３３０は、互いに近くに配置されることによってスタブ３２を構成する。

図１５から図１９までの図から理解されるように、第３導体３４０は、第１部６０、第２部６２、第３部６４、第４部６６及び連結部６８を有している。図１６に示されるように、第１部６０は、上下方向に沿って見たとき、Ｌ字状の形状を有している。第２部６２は、上下方向に沿って見たとき、横方向に延びるＩ字状の形状を有している。第３部６４は、上下方向に沿って見たとき、逆Ｌ字状の形状を有している。図１７に示されるように、第４部６６は、上下方向に沿って見たとき、横方向に延びるＩ字状の形状を有している。図１８に示されるように、連結部６８は、前方から見て、上下方向に延びるＩ字状の形状を有している。

図１６及び図１７に示されるように、第３導体３４０の第１部６０と第３部６４とは、横方向において第１導体３２０及び第２導体３３０の外側に位置している。また、第３導体３４０の第２部６２は、前後方向において第１導体３２０及び第２導体３３０よりも後方に位置している。第３導体３４０の第４部６６は、その前縁が第１導体３２０よりも前方に位置し、第２導体３３０の前縁５４と一致している。

図１５及び図１６に示されるように、第１部６０の端部６０２は、第３導体３４０の第１端部３４２である。第１部６０の別の端部６０４は、第２部６２の端部６２２に接続されている。第２部６２の別の端部６２４は、第３部６４の端部６４２に接続されている。図１５及び図１８に示されるように、第３部６４の別の端部６４４は、連結部６８の端部６８２に接続されている。連結部６８の別の端部６８４は、第４部６６の端部６６２に接続されている。図１５及び図１７に示されるように、第４部６６の別の端部６６４は、第３導体３４０の第２端部３４４である。

図１５から図１７までの図から理解されるように、第３導体３４０は、スプリットリング３４を部分的に構成する。詳しくは、第３導体３４０は、第２導体３３０とともにスプリットリング３４を構成する。

図１６に示されるように、第３導体３４０は、部分的に第１導体３２０と平行に配置されている。詳しくは、第３導体３４０の第４部６６、第３部６４及び第２部６２の夫々は、第１導体３２０の延長部４２の各部と部分的に平行となるように配置されている。これにより、第３導体３４０は、スタブ３２を部分的に構成する。即ち、本実施の形態において、スタブ３２は、第１導体３２０及び第２導体３３０だけでなく第３導体３４０の一部をも用いて構成されている。

図１５から図１９に示されるように、第３導体３４０の第４部６６には、給電部３８が設けられている。詳しくは、給電部３８は、給電線部３８０の先端部である。給電線部３８０は、横方向において、第４部６６の略中央に設けられている。給電線部３８０は、第４部６６から後方へ延び、更に下方へ延びている。給電部３８は、アンテナ３０が回路基板８０（図１４参照）に搭載された際に、回路基板８０に形成されている給電線８２に電気的に接続される。ここで、給電部３８と給電線８２との間の電気的接続方法は、特に限定されない。例えば、給電部３８は、はんだ付けなどの方法により、給電線８２に直接接続されてよい。あるいは、給電部３８は、給電線８２の一部との間に間隔をあけて近接配置され、容量性結合又は電磁結合により電磁気的に接続されてもよい。いずれにせよ、給電部３８が給電線８２からの給電を受けられるように、給電部３８と給電線８２とが電気的に接続されていればよい。

図１５から図２１に示されるように、第３導体３４０の第１部６０及び第３部６４には、夫々、接地部７０が設けられている。詳しくは、接地部７０の夫々は、矩形の板状である。接地部７０は、第３導体３４０の横方向外側に位置している。接地部７０の一方は、第１部６０の側縁の前端に、接地部７０の他方は、第３部６４の側縁の前端近傍に、夫々設けられている。接地部７０の夫々は、第１部６０又は第３部６４から下方へ延びている。接地部７０は、アンテナ３０が回路基板８０（図１４参照）に搭載された際に、回路基板８０に形成されているグランドプレーン８４に電気的に接続される。

図１５から図２１に示されるように、第３導体３４０の第２部６２には、固定部７２が設けられている。詳しくは、固定部７２は、第２部６２の横方向中央の後縁から下方へ延びている。固定部７２は、アンテナ３０が回路基板８０（図１４参照）に搭載された際に、回路基板８０に固定され、第３導体３４０を支持する。固定部７２は、グランドプレーン８４に電気的に接続されてもよいし、接続されなくてもよい。本実施の形態において固定部７２の数は一つであるが、二つ以上の固定部７２を設けてもよい。

図１５から理解されるように、本実施の形態において、第１導体３２０には固定部が設けられていない。しかしながら、第１導体３２０を回路基板８０（図１４参照）上において支持する固定部を一つ以上設けてもよい。例えば、第１導体３２０の延長部４２に固定部７３（図２２参照）を設けることにより、第１導体３２０の変形を防止することができる。第１導体３２０に設けられる固定部は、グランドプレーン８４を含む回路基板８０に含まれる導電部には接続されない。また、本実施の形態において、第２導体３３０にも固定部が設けられていない。しかしながら、第２導体３３０にも第１導体３２０と同様に固定部を一つ以上設けてよい。第２導体３３０に設けられる固定部もまた、回路基板８０に含まれる導電部には接続されない。

本実施の形態においてスタブ３２は、オープンスタブであるが、ショートスタブとして構成されてもよい。その場合、第１導体３２０の第２端部３２４を第２導体３３０に接続すればよい。オープンスタブの場合、スタブ３２の電気長（所定電気長）は、動作周波数のいずれか一つの周波数に対応する波長の１／２（＝０．５λ）以上とする。一方、ショートスタブの場合、スタブ３２の電気長（所定電気長）は、動作周波数のいずれか一つの周波数に対応する波長の３／４（＝０．７５λ）以上とする。このように、スタブ３２が所定電気長を有することにより、アンテナ３０もまた、複数の動作周波数を有することができる。

図２２を参照すると、本発明の第３の実施の形態の変形例によるアンテナ３０Ａは、アンテナ３０の構成に加えて放射素子７４を備えている。本変形例において、放射素子７４は、アンテナ３０Ａを構成する他の部分と一体に構成されている。但し、本発明はこれに限定されない。放射素子７４は、アンテナ３０Ａを構成する他の部分とは、別部材で構成されてよい。

図２２に示されるように、放射素子７４は、連結部６８の端部６８４に接続されている。放射素子７４は、連結部６８の端部６８４から第１横方向へ延びた後、わずかに後方へ延びている。放射素子７４は、いわゆる逆Ｌ型アンテナを形成する。放射素子７４の電気長は、アンテナ３０Ａの動作周波数のいずれか一つの波長の１／４を基準に決定されている。換言すると、放射素子７４の電気長は、アンテナ３０Ａの動作周波数のいずれか一つの波長の１／４に対応している。

図２２に示されるように、放射素子７４には、固定部７３が設けられている。固定部７３は、アンテナ３０Ａが回路基板８０（図１４参照）に搭載されたとき、回路基板８０に固定される。但し、固定部７３は、回路基板８０に含まれる導電部には接続されない。固定部７３は、放射素子７４を機械的に支持するものである。本実施の形態においては、別の固定部７３が、第１導体３２０にも設けられている。

図２２に示されるように、第３導体３４０の第４部６６は、付加部７６を介して連結部６８の端部６８４に接続されている。放射素子７４と第４部６６とは、同一平面上に位置している。放射素子７４と第４部６６とは、間隔をあけて平行に配置されている。これにより、放射素子７４は、スプリットリング共振器３００と共振し、アンテナ３０Ａの機能を強化する。

以上、本発明について、いくつかの実施の形態を掲げて具体的に説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の変形が可能である。

１０，１０Ａ，１０Ｂ，２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ，２０Ｅ，３０アンテナ
１００，２００，３００スプリットリング共振器
１２，１２Ｃ，２２，２２Ｄ，２２Ｅ，２２Ｆ，２２Ｈ，３２スタブ
１２０，２２０，３２０第１導体
１２２，２２２，３２２第１端部
１２４，２２４，３２４第２端部
１３０，２３０，２３０Ｈ，３３０第２導体
１３２，２３２，３３２第１端部
１３４，２３４，３３４第２端部
１４，２４，３４スプリットリング
１４０，２４０，３４０第３導体
１４２，２４２，３４２第１端部
１４４，２４４，３４４第２端部
１５０，２５０第４導体
１６，２６，３６スプリット部
１８，２８，３８給電部
３８０給電線部
２３０Ｇ付加的第２導体
２３１接続部
４０ミアンダ部
４０２，４０４端部
４２延長部
４２２，４２４端部
５０，５２側縁部
５４前縁
６０第１部
６０２，６０４端部
６２第２部
６２２，６２４端部
６４第３部
６４２，６４４端部
６６第４部
６６２，６６４端部
６８連結部
６８２，６８４端部
７０接地部
７２固定部
７３固定部
７４放射素子
７６付加部
８０回路基板
８２給電線
８４グランドプレーン

Claims

スプリットリング共振器を有しているアンテナであって、
所定電気長を有するオープンスタブ又はショートスタブを少なくとも部分的に構成する第１導体と第２導体とを少なくとも備えており、
複数の動作周波数を有しており、
前記第１導体と前記第２導体とは、前記所定電気長に亘って伝送線路を構成している
アンテナ。
請求項１記載のアンテナであって、
前記アンテナは、第３導体と給電部とを更に備えており、
前記第１導体、前記第２導体及び前記第３導体の夫々は、第１端部及び第２端部を有しており、
前記第１導体の前記第１端部は、前記第３導体の前記第１端部に接続されており、
前記第２導体の前記第１端部は、前記第３導体の前記第２端部に接続されており、
前記第２導体と前記第３導体とは、スプリットリングを構成しており、
前記第２導体の前記第２端部と前記第３導体の前記第１端部とは、互いに離れて位置しており、前記スプリットリングにおけるスプリット部を形成しており、
前記給電部は、前記第２導体又は前記第３導体に設けられている
アンテナ。
請求項２記載のアンテナであって、
前記アンテナは、前記第１導体の前記第２端部又はその近傍において前記第１導体と前記第２導体とを接続する第４導体を更に備えており、
前記第１導体と前記第２導体と前記第４導体とは前記ショートスタブを構成しており、
前記所定電気長は、前記複数の動作周波数のいずれか一つの波長の０．７５倍以上である
アンテナ。
請求項１記載のアンテナであって、
前記アンテナは、第３導体を更に備えており、
前記第１導体、前記第２導体及び前記第３導体の夫々は、第１端部及び第２端部を有しており、
前記第１導体の前記第１端部は、前記第３導体の前記第１端部に接続されており、
前記第２導体の前記第１端部は、前記第３導体の前記第２端部に接続されており、
前記第３導体は、スプリットリングを構成しており、
前記第３導体の前記第１端部及び前記第２端部は、互いに離れて位置しており、前記スプリットリングにおけるスプリット部を形成している
アンテナ。
請求項４記載のアンテナであって、
前記アンテナは、前記第３導体の前記第１端部及び前記第２端部から離れた位置において前記第１導体と前記第２導体とを接続する第４導体を更に備えており、
前記第１導体と前記第２導体と前記第４導体とは前記ショートスタブを構成しており、
前記所定電気長は、前記複数の動作周波数のいずれか一つの波長の０．７５倍以上である
アンテナ。
請求項２又は請求項４記載のアンテナであって、
前記第１導体と前記第２導体とは、前記オープンスタブを構成しており、
前記所定電気長は、前記複数の動作周波数のいずれか一つの波長の０．５倍以上である
アンテナ。
請求項２から請求項６までのいずれかに記載のアンテナであって、
前記第３導体から延びる放射素子を更に備えている
アンテナ。
請求項７記載のアンテナであって、
前記放射素子は、前記複数の動作周波数のいずれか一つの波長の１／４と対応している
アンテナ。