(57)【要約】【課題】基本波のアンテナ特性への影響を抑制しつつ、基本波と異なる周波数のアンテナ特性を抑圧できるアンテナ装置の提供に資すること。【解決手段】アンテナ装置は、基板に設けられ、所定の周波数の電力によって励振される放射素子と、放射素子に設けられた少なくとも１つの給電点から電力を供給する給電線路と、を備え、給電点は、放射素子における所定の周波数よりも高い周波数の電圧分布に基づいて規定される位置に設けられる。【選択図】図３
2020025240.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に設けられ、所定の周波数の電力によって励振される放射素子と、
前記放射素子に設けられた少なくとも１つの給電点から電力を供給する給電線路と、
を備え、
前記給電点は、前記放射素子における前記所定の周波数よりも高い周波数の電圧分布に基づいて規定される位置に設けられる、
アンテナ装置。
【請求項２】
前記放射素子は、一辺が前記所定の周波数に対応する波長の１／２の長さを有する方形状である、
請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項３】
前記給電点は、前記放射素子の対角線上に設けられる、
請求項２に記載のアンテナ装置。
【請求項４】
前記給電線路が、電圧により前記放射素子に電力を供給する場合、前記給電点は、前記放射素子の第１辺に沿った方向の第１の電圧分布における電圧値がゼロを有する前記放射素子上の点、および、前記第１辺に直交する方向の第２の電圧分布における、電圧値がゼロを有する前記放射素子上の点、の少なくとも１つに基づいて規定される位置に設けられる、
請求項２に記載のアンテナ装置。
【請求項５】
前記所定の周波数よりも高い周波数は、前記所定の周波数の２次高調波および３次高調波を含み、
前記給電点は、前記２次高調波の前記第１の電圧分布における電圧値がゼロを有する前記放射素子上の第１の点、前記２次高調波の前記第２の電圧分布における電圧値がゼロを有する前記放射素子上の第２の点、前記３次高調波の前記第１の電圧分布における電圧値がゼロを有する前記放射素子上の第３の点、前記３次高調波の前記第２の電圧分布における電圧値がゼロを有する前記放射素子上の第４の点によって定められる範囲に設けられる、
請求項４に記載のアンテナ装置。
【請求項６】
前記給電点は、前記第１の点よりも前記第３の点に近い位置、および、前記第２の点よりも前記第４の点に近い位置のいずれかに設けられる、
請求項５に記載のアンテナ装置。
【請求項７】
２つの前記給電点は、前記放射素子の中心を通り、前記放射素子の一辺に沿った直線に対して線対称に設けられ、
前記２つの給電点から、位相が互いに１８０度異なる電力が供給される、
請求項４に記載のアンテナ装置。
【請求項８】
前記給電線路が、電流により前記放射素子に電力を供給する場合、前記給電点は、前記放射素子の第１辺に沿った方向の第１の電圧分布における電圧値が極値を有する前記放射素子上の点、および、前記第１辺に直交する方向の第２の電圧分布における電圧値が極値を有する前記放射素子上の点、の少なくとも１つに基づいて規定される位置に設けられる、
請求項２に記載のアンテナ装置。
【請求項９】
前記所定の周波数よりも高い周波数は、前記所定の周波数の２次高調波および３次高調波を含み、
前記給電点は、前記２次高調波の前記第１の電圧分布における電圧値が極値を有する前記放射素子上の第１の点、前記２次高調波の前記第２の電圧分布における電圧値が極値を有する前記放射素子上の第２の点、前記３次高調波の前記第１の電圧分布における電圧値が極値を有する前記放射素子上の第３の点、および、前記３次高調波の前記第２の電圧分布における電圧値が極値を有する前記放射素子上の第４の点の少なくとも１つの点に設けられる、
請求項８に記載のアンテナ装置。
【請求項１０】
２つの前記給電点は、前記放射素子の中心を通り、前記放射素子の一辺に沿った直線に対して線対称に設けられ、
前記２つの給電点から、位相が互いに同一の電力が供給される、
請求項８に記載のアンテナ装置。
【請求項１１】
前記放射素子は、半径が前記所定の周波数に対応する波長に基づいて規定される円形状である、
請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項１２】
前記給電線路が、電圧により前記放射素子に電力を供給する場合、
２つの前記給電点は、前記放射素子の中心を基準に円周方向に１８０°離れた２つの位置に設けられ、
前記給電点と前記中心との距離は、前記所定の周波数よりも高い周波数の電圧分布における電圧値がゼロを有する点に基づいて規定され、
前記２つの給電点から、位相が互いに１８０度異なる電力が供給される、
請求項１１に記載のアンテナ装置。
【請求項１３】
前記電圧分布は、前記所定の周波数のｎ倍（ｎは２以上の整数）に近い周波数で共振するモードの電圧分布である、
請求項１２に記載のアンテナ装置。
【請求項１４】
前記給電線路が、電流により前記放射素子に電力を供給する場合、
２つの前記給電点は、前記放射素子の中心を基準に円周方向に１８０°離れた２つの位置に設けられ、
前記給電点と前記中心との距離は、前記所定の周波数よりも高い周波数の電圧分布に対応する電流分布における電流値がゼロを有する点に基づいて規定され、
前記２つの給電点から、位相が互いに１８０度異なる電力が供給される、
請求項１１に記載のアンテナ装置。
【請求項１５】
前記電流分布は、前記所定の周波数のｎ倍（ｎは２以上の整数）に近い周波数で共振するモードの電流分布である、
請求項１４に記載のアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、アンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、誘電体基板に薄膜状の放射素子を配置し、放射素子に高周波信号を印加することによって、放射素子から電波を放射するアンテナ装置が知られている。
【０００３】
発振回路によって生成され、放射素子を励振する所望の周波数（以下、基本波と記載することがある）の高周波信号には、基本波と異なる周波数の信号が含まれる場合がある。基本波と異なる周波数の信号が放射素子から放射される電波に含まれると、基本波の電波に対するノイズおよび妨害波となってしまう。
【０００４】
例えば、特許文献１には、放射導体の中央部のスロットから電磁結合方式により給電するマイクロストリップアンテナにおいて、基本波に対する３次高調波の電流値がほぼ最大となる位置に、補助スロットを形成する構造が記載されている。特許文献１に記載の構造では、補助スロットが、放射導体における電流の流れを変えることによって、３次高調波の共振および共振による輻射を抑圧できる。
【０００５】
また、例えば、特許文献２には、放射導体上のｎ（ｎは２以上の整数）次高調波の電流振幅値が最大値でない領域内に、グランドレベルに接続される接地点を設ける電波送信アンテナが記載されている。特許文献２に記載の電波送信アンテナでは、接地点がグランドレベルに接続されることにより、高調波の共振および共振による輻射を抑圧できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−７７９２９号公報
【特許文献２】特開２００６−２８７７６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の構造では、３次高調波に対する抑圧効果を向上させるためには、補助スロットを大きくする必要があるが、補助スロットを大きくした場合、基本波のアンテナ特性へ影響を及ぼしてしまう。また、給電のために設けられた中央部のスロットである開口が、高調波を輻射するアンテナとして動作してしまうため、基本波に対するノイズおよび妨害波が増加してしまう。
【０００８】
また、特許文献２に記載の構造では、高調波に対する抑圧効果を向上させるためには、接地する領域を広くする必要があるが、接地する領域を広くした場合、基本波のアンテナ特性へ影響を及ぼしてしまう。さらに、接地点が放射導体上に設けられることによって、放射導体の交差する方向に高周波電流が誘起されてしまい、基本波の偏波方向と異なる偏波方向に高周波成分が輻射されてしまう。
【０００９】
本開示の一態様は、基本波のアンテナ特性への影響を抑制しつつ、基本波と異なる周波数のアンテナ特性を抑圧できるアンテナ装置の提供に資する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本開示の一態様に係るアンテナ装置は、基板に設けられ、所定の周波数の電力によって励振される放射素子と、前記放射素子に設けられた少なくとも１つの給電点から電力を供給する給電線路と、を備え、前記給電点は、前記放射素子における前記所定の周波数よりも高い周波数の電圧分布に基づいて規定される位置に設けられる。
【発明の効果】
【００１１】
本開示の一態様によれば、基本波のアンテナ特性への影響を抑制しつつ、基本波と異なる周波数のアンテナ特性を抑圧できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本開示の一実施の形態に係る送信機の構成例を示すブロック図
【図２Ａ】本開示の一実施の形態に係るアンテナ装置の構成例を示す図
【図２Ｂ】本開示の一実施の形態に係るアンテナ装置の構成例を示す図
【図３】本開示の一実施の形態における給電点の位置の例を示す図
【図４Ａ】誘起される電圧成分の方向の第１の例を示す図
【図４Ｂ】誘起される電圧成分の方向の第２の例を示す図
【図４Ｃ】誘起される電圧成分の方向の第３の例を示す図
【図５Ａ】放射素子における給電点の位置の従来例を示す図
【図５Ｂ】図５Ａに示した従来例における反射係数の周波数特性を示す図
【図６Ａ】放射素子における給電点の位置の第１の例を示す図
【図６Ｂ】図６Ａに示した第１の例における反射係数の周波数特性を示す図
【図７Ａ】放射素子における給電点の位置の第２の例を示す図
【図７Ｂ】図７Ａに示した第２の例における反射係数の周波数特性を示す図
【図８Ａ】放射素子における給電点の位置の第３の例を示す図
【図８Ｂ】図８Ａに示した第３の例における反射係数の周波数特性を示す図
【図９Ａ】放射素子における給電点の位置の第４の例を示す図
【図９Ｂ】図９Ａに示した第４の例における反射係数の周波数特性を示す図
【図１０Ａ】放射素子における給電点の位置の第５の例を示す図
【図１０Ｂ】図１０Ａに示した第５の例における反射係数の周波数特性を示す図
【図１１Ａ】本開示の一実施の形態の第１の変形例に係るアンテナ装置の構成例を示す図
【図１１Ｂ】本開示の一実施の形態の第１の変形例に係るアンテナ装置の構成例を示す図
【図１２Ａ】本開示の一実施の形態の第２の変形例に係るアンテナ装置の構成例を示す図
【図１２Ｂ】本開示の一実施の形態の第２の変形例に係るアンテナ装置の構成例を示す図
【図１３】本開示の一実施の形態における給電点の位置の別の例を示す図
【図１４Ａ】第２の変形例に係るアンテナ装置の第１の例を示す上面図
【図１４Ｂ】第２の変形例に係るアンテナ装置の第２の例を示す上面図
【図１４Ｃ】第２の変形例に係るアンテナ装置の第３の例を示す上面図
【図１５Ａ】本開示の一実施の形態の第３の変形例に係るアンテナ装置の構成例を示す図
【図１５Ｂ】本開示の一実施の形態の第３の変形例に係るアンテナ装置の構成例を示す図
【図１５Ｃ】本開示の一実施の形態の第３の変形例に係るアンテナ装置の構成例を示す図
【図１６Ａ】ｍ次のベッセル関数の導関数の解の一例を示す図
【図１６Ｂ】図１６Ａに示した解を、基本モードの解で規格化した値の一例を示す図
【図１７】１次のベッセル関数の一例を示す図
【図１８】放射素子における基本モードとＴＭ１２モードとの電圧分布の一例を示す図
【図１９Ａ】放射素子における給電点の位置の従来例を示す図
【図１９Ｂ】図１９Ａに示した従来例における反射係数の周波数特性を示す図
【図２０Ａ】放射素子における給電点の位置の第１の例を示す図
【図２０Ｂ】図２０Ａに示した第１の例における反射係数の周波数特性を示す図
【図２１Ａ】放射素子における給電点の位置の第２の例を示す図
【図２１Ｂ】図２１Ａに示した第２の例における反射係数の周波数特性を示す図
【図２２】放射素子におけるＴＭ１２モードの電流分布の節の一例を示す図
【図２３】放射素子における基本モードの電流分布の節の一例を示す図
【図２４】給電点の一例を示す図
【図２５Ａ】本開示の一実施の形態の第４の変形例に係るアンテナ装置の構成の第１の例を示す図
【図２５Ｂ】本開示の一実施の形態の第４の変形例に係るアンテナ装置の構成の第１の例を示す図
【図２６Ａ】本開示の一実施の形態の第４の変形例に係るアンテナ装置の構成の第２の例を示す図
【図２６Ｂ】本開示の一実施の形態の第４の変形例に係るアンテナ装置の構成の第２の例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施形態について詳細に説明する。尚、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１４】
（一実施の形態）
図１は、本実施の形態に係る送信機１の構成例を示すブロック図である。
【００１５】
送信機１は、発振器１０と、増幅回路２０と、アンテナ装置３０とを有する。
【００１６】
発振器１０は、所望の周波数ｆ０（基本波）を有する信号（基本波信号）を出力する。
【００１７】
増幅回路２０は、基本波信号を増幅し、アンテナ装置３０を励振させる励振信号を生成する。増幅回路２０は、励振信号をアンテナ装置３０へ出力する。
【００１８】
なお、増幅回路２０から出力される励振信号には、増幅回路２０を含む送信機１の回路の歪、アンバランス等の影響によって、基本波の成分の他に、ｎ（ｎは２以上の整数）次の高調波の成分が含まれる。ｎ次の高調波の成分の周波数は、ｆ０×ｎである。
【００１９】
なお、送信機１には、図示しないベースバンド信号処理部および周波数変換部が含まれてもよい。例えば、送信機１は受信機に対してデータを送信する場合、ベースバンド信号処理部は、送信するデータに対してベースバンド信号処理を行い、ベースバンド信号を周波数変換部へ出力する。周波数変換部は、増幅回路２０から取得する励振信号に基づいて、ベースバンド信号の周波数変換（アップコンバード）を行い、周波数変換後のベースバンド信号をアンテナ装置３０へ出力してもよい。
【００２０】
アンテナ装置３０は、増幅回路２０から出力される励振信号によって電力が供給され、電波を放射する。
【００２１】
図２Ａおよび図２Ｂは、本実施の形態に係るアンテナ装置３０の構成例を示す図である。図２Ａおよび図２Ｂには、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸が示される。図２Ａは、アンテナ装置３０の上面（Ｚ軸の正方向）から見た図を示し、図２Ｂは、図２ＡのＡ１−Ａ２に沿った断面図を示す。
【００２２】
アンテナ装置３０は、誘電体の基板３１と、放射素子３２と、グランド（ＧＮＤ）導体板３３と、同軸線路３４と、を有する。
【００２３】
放射素子３２は、例えば、基板３１の第１の面３１ｓに設けられる方形状のパッチアンテナの素子である。放射素子３２の方形状をなす４辺は、Ｘ軸またはＹ軸に沿って配置される。放射素子３２には、同軸線路３４から電力が供給される給電点Ｐが設けられる。
【００２４】
なお、給電点Ｐの位置の例については後述する。
【００２５】
グランド導体板３３は、基板３１の第２の面３１ｔに設けられ、グランドに接続された導体である。
【００２６】
同軸線路３４は、例えば、給電点Ｐと接続する導体（内導体）３４ｓと、内導体３４ｓを囲み、グランド導体板３３と接続する導体（外導体）３４ｔとを有する。同軸線路３４は、放射素子３２の背面側（Ｚ軸の負方向側）から給電を行う。なお、同軸線路３４が放射素子３２の背面側から給電を行う方式は、「背面同軸型給電方式」と記載されることがある。
【００２７】
アンテナ装置３０では、給電点Ｐから供給される電力によって放射素子３２が励振される。本実施の形態では、この給電点Ｐの位置を調整することによって、放射素子３２に入力される電力に含まれる基本波と異なる周波数に対して不整合損失（ミスマッチロス）を発生させる。不整合損失によって、基本波と異なる周波数の電力が放射素子３２に入力されることが抑圧される。以下では、放射素子３２に入力される電力は、「入力電力」と記載することがある。
【００２８】
なお、基本波と異なる周波数の入力電力を抑圧することは、放射素子３２において、基本波と異なる周波数の共振を抑圧することに相当する。また、基本波と異なる周波数の入力電力を抑圧することは、放射素子３２から基本波と異なる周波数の輻射を抑圧することに相当する。なお、以下では、特定の周波数（成分）入力電力を抑圧することは、「特定の周波数（成分）を抑圧する」と記載されることがある。
【００２９】
次に、放射素子３２に設けられる給電点Ｐの位置の例を説明する。
【００３０】
図３は、本実施の形態における給電点Ｐの位置の例を示す図である。図３には、上面（Ｚ軸の正方向）から見たアンテナ装置３０のＸ−Ｙ平面図と、放射素子３２におけるＸ軸方向の電圧分布と、Ｙ軸方向の電圧分布が示される。
【００３１】
図３に示す電圧分布は、放射素子３２の方形状のＸ軸およびＹ軸に沿った方向において、誘起される電圧成分の分布を示す。Ｘ軸方向の電圧分布の横軸は、放射素子３２のＸ軸に沿った位置に対応し、Ｙ軸方向の電圧分布の横軸は、放射素子３２のＹ軸に沿った位置に対応する。Ｘ軸方向の電圧分布およびＹ軸方向の電圧分布の縦軸は、誘起される電圧成分の値（電圧値）を示す。図３に示す電圧分布には、基本波の電圧分布と、基本波の２倍の周波数を有する２次高調波の電圧分布と、基本波の３倍の周波数を有する３次高調波の電圧分布が含まれる。
【００３２】
なお、図３において、Ｘ軸およびＹ軸は、それぞれ、放射素子３２の互いに直交する２つの辺のそれぞれに沿った軸である。そして、図３におけるＸ軸は、Ｙ軸に沿った辺の中点を結ぶ直線を示し、図３におけるＹ軸は、Ｘ軸に沿った辺の中点を結ぶ直線を示す。また、以下の説明において、図３におけるＸ軸とＹ軸との交点は、原点と記載されることがある。原点は、放射素子３２の中心と捉えてもよい。
【００３３】
基本波の実効波長がλｅの場合、放射素子３２の一辺の長さＬは、λｅ／２に設定される。なお、基本波の実効波長λｅは、例えば、基本波の真空中の波長と、基板３１を構成する誘電体の比誘電率によって定められる。
【００３４】
ここで、給電点Ｐの位置と、アンテナ装置３０の入力インピーダンスとの関係を説明する。
【００３５】
アンテナ装置３０の入力インピーダンスは、放射素子３２における電圧分布と、電流分布とによって定められる。例えば、入力インピーダンスＺｉｎは、放射素子３２の給電点Ｐにおける電圧値Ｖと、電流値Ｉとを用いて、Ｚｉｎ＝Ｖ／Ｉと表される。
【００３６】
例えば、電圧値がおおよそゼロの点に給電点Ｐが設けられる場合、入力インピーダンスは、おおよそゼロである。このような場合、入力インピーダンスがおおよそゼロであるため、インピーダンスの不整合が生じ、アンテナ装置３０の外部（例えば、図１に示した増幅回路２０）から電力が供給されない。つまり、電力が供給されないことは、入力電力が下がったことに相当する。
【００３７】
このように、電圧分布に基づいて給電点Ｐの位置が規定されることによって、アンテナ装置３０における、入力電力を制御できる。
【００３８】
また、電圧分布は、周波数によって異なるため、特定の周波数の電圧分布に基づいて給電点Ｐが規定されることによって、特定の周波数の入力電力を制御できる。
【００３９】
例えば、図３において、線２ｘは、Ｘ軸方向の２次高調波の電圧分布における電圧値がゼロである位置を示し、線２ｙは、Ｙ軸方向の２次高調波の電圧分布における電圧値がゼロである位置を示す。線３ｘは、Ｘ軸方向の３次高調波の電圧分布における電圧値がゼロである位置を示し、線３ｙは、Ｙ軸方向の３次高調波の電圧分布における電圧値がゼロである位置を示す。線３ｘ＿０は、Ｘ軸方向の３次高調波の電圧分布における電圧値がゼロである位置であり、かつ、Ｘ軸方向の基本波の電圧分布における電圧値がゼロである位置を示す。線３ｙ＿０は、Ｙ軸方向の３次高調波の電圧分布における電圧値がゼロである位置であり、かつ、Ｙ軸方向の基本波の電圧分布における電圧値がゼロである位置を示す。
【００４０】
なお、以下の説明において、電圧分布における電圧値がゼロを示す点は、電圧分布の「節」と記載することがある。また、電圧分布における電圧値が最大値または最小値を示す点は、電圧分布の「腹」と記載することがある。なお、電圧値が最大値を示す点は、電圧値が極大値を示す点と捉えてもよい。また、電圧値が最小値を示す点は、電圧値が極小値を示す点と捉えてもよい。つまり、電圧分布の「腹」は、電圧値が極値を示す点と捉えてもよい。
【００４１】
なお、図３に示す電圧分布は、放射素子３２における電圧の定在波の一例である。定在波において、電圧値がゼロを示す点は、タイミングによらず、振幅が振動せずに固定される。一方で、定在波において、電圧値がゼロを示さない点は、振幅が振動し、電圧値が周期的に変動し、タイミングによっては、正負が入れ替わる。そのため、電圧分布において、「節」と「腹」の位置は固定であるが、「腹」における電圧値は変動する。
【００４２】
例えば、線２ｘと線２ｙとの交点を示す点２ａ、点２ｂ、点２ｃおよび点２ｄは、Ｘ軸方向の２次高調波の電圧分布における電圧値がゼロであり、かつ、Ｙ軸方向の２次高調波の電圧分布における電圧値がゼロである位置を示す。例えば、点２ａ〜２ｄのいずれかに給電点Ｐが設けられる場合、Ｘ軸方向とＹ軸方向の両方の２次高調波を抑圧できる。
【００４３】
なお、Ｘ軸方向とＹ軸方向の両方の２次高調波が抑圧されなくてもよい。例えば、Ｘ軸方向の２次高調波を抑圧する場合は、線２ｘ上に給電点Ｐが設けられてもよいし、Ｙ軸方向の２次高調波を抑圧する場合は、線２ｙ上に給電点Ｐが設けられてもよい。
【００４４】
また、例えば、線３ｘと線３ｙとの交点を示す点３ａ、点３ｂ、点３ｃおよび点３ｄは、Ｘ軸方向の３次高調波の電圧分布における電圧値がゼロであり、かつ、Ｙ軸方向の３次高調波の電圧分布における電圧値がゼロである位置を示す。例えば、点３ａ〜３ｄのいずれかに給電点Ｐが設けられる場合、Ｘ軸方向とＹ軸方向の両方の３次高調波を抑圧できる。
【００４５】
なお、Ｘ軸方向とＹ軸方向の両方の３次高調波が抑圧されなくてもよい。例えば、Ｘ軸方向の３次高調波を抑圧する場合は、線３ｘ上に給電点Ｐが設けられてもよいし、Ｙ軸方向の３次高調波を抑圧する場合は、線３ｙ上に給電点Ｐが設けられてもよい。
【００４６】
例えば、線３ｘ＿０と線３ｙとの交点を示す点３ｅおよび点３ｆは、Ｘ軸方向の３次高調波の電圧分布における電圧値がゼロであり、かつ、Ｙ軸方向の３次高調波の電圧分布における電圧値がゼロである位置を示す。ただし、上述したように、線３ｘ＿０は、Ｘ軸方向の基本波の電圧分布における電圧値がゼロである位置を示す。
【００４７】
例えば、Ｙ軸方向の３次高調波を抑圧し、Ｘ軸方向については考慮しなくてもよい場合、点３ｅおよび点３ｆのいずれかに給電点Ｐが設けられてもよい。Ｘ軸方向については考慮しなくてもよい場合とは、例えば、アンテナ装置３０がＹ軸方向に偏波方向を有する電波を放射する場合である。
【００４８】
また、例えば、線３ｙ＿０と線３ｘとの交点を示す点３ｇおよび点３ｈは、Ｙ軸方向の３次高調波の電圧分布における電圧値がゼロであり、かつ、Ｘ軸方向の３次高調波の電圧分布における電圧値がゼロである位置を示す。ただし、上述したように、線３ｙ＿０は、Ｙ軸方向の基本波の電圧分布における電圧値がゼロである位置を示す。
【００４９】
例えば、Ｘ軸方向の３次高調波を抑圧し、Ｙ軸方向については考慮しなくてもよい場合、点３ｇおよび点３ｈに給電点Ｐが設けられてもよい。Ｙ軸方向については考慮しなくてもよい場合とは、例えば、アンテナ装置３０がＸ軸方向に偏波方向を有する電波を放射する場合である。
【００５０】
なお、線３ｘ＿０と線３ｙ＿０との交点を示す点３ｉは、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の基本波の電圧分布における電圧値がゼロである位置を示す。点３ｉでは、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の基本波の入力電力が抑圧されてしまうため、点３ｉには給電点Ｐが設けられない方がこのましい。
【００５１】
なお、上述において、給電点Ｐを設ける位置は、２つの線の交点または線上の点に規定される例を説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、給電点Ｐの位置は、図３に示す複数の交点および複数の線の少なくとも１つの近傍に規定されてもよい。給電点Ｐの位置は、例えば、基本波のインピーダンスの値と、図３に示す複数の交点および複数の線の少なくとも１つとに基づいて、規定されてもよい。
【００５２】
例えば、図３に示すように、３次高調波の電圧分布は、２次高調波の電圧分布と比較して、電圧値の変動が大きい。そのため、３次高調波の電圧分布における節の位置と給電点Ｐの位置との距離は、２次高調波の電圧分布における節の位置と給電点Ｐの位置との距離と比較して、給電点Ｐにおける電圧値の変動に与える影響は大きい。電圧値の変動の大きさが、高調波の間で異なることに基づいて、例えば、給電点Ｐの位置は、低次の高調波（例えば、２次高調波）の電圧分布における節よりも高次の高調波（例えば、３次高調波）の電圧分布における節に近い位置に規定されてもよい。
【００５３】
また、例えば、給電点Ｐの位置は、複数の交点および／または複数の線に基づく放射素子３２上の所定の範囲内に規定されてもよい。
【００５４】
例えば、給電点Ｐの位置は、図３において、線２ｘ、線２ｙ、線３ｘおよび線３ｙによって定められる範囲Ｒ内に規定されてもよい。
【００５５】
なお、図３では、基本波に対する２次高調波と３次高調波との電圧分布の例が示されるが、本開示はこれに限定されない。基本波に対する４次以上の次数の高調波の電圧分布に基づいて給電点Ｐの位置が規定されてもよい。
【００５６】
なお、図３に示すように、Ｘ軸方向における２次高調波の電圧分布は、Ｙ軸に対して線対称である。また、Ｙ軸方向における２次高調波の電圧分布は、Ｘ軸に対して線対称である。また、図示は省略するが、４次以上の偶数次の高調波の電圧分布は、２次高調波の電圧分布と同様に線対称の分布である。一方で、基本波および３次高調波の電圧分布は、原点に対して点対称である。
【００５７】
このような場合、Ｘ軸またはＹ軸に対して対称な位置に設けられた２つの給電点Ｐから、位相が互いに１８０度異なる電力を給電することによって、偶数次の高調波が抑圧できる。なお、Ｘ軸またはＹ軸に対して対称な位置とは、Ｘ軸に対して線対称な位置、または、Ｙ軸に対して線対称な位置に相当する。また、放射素子３２の中心に対して点対称な位置に設けられた２つの給電点Ｐから、位相が互いに１８０度異なる電力を給電することによって、偶数次の高調波が抑圧できる。
【００５８】
なお、図３では、放射素子３２の方形状のＸ軸およびＹ軸に沿った方向において、誘起される電圧（または電流）成分について説明した。放射素子３２には、Ｘ軸およびＹ軸に沿った方向の他に、対角方向において、誘起される電圧成分が存在してもよい。
【００５９】
図４Ａは、誘起される電圧成分の方向の第１の例を示す図である。図４Ａは、誘起される電圧成分が、放射素子３２の一辺に沿った方向、例えば、Ｘ軸およびＹ軸に沿った方向の例を示す。図４Ａに示す方向に誘起される電圧成分は、例えば、基本波のＮ次高調波成分（Ｎは２以上の整数）である。
【００６０】
図４Ｂは、誘起される電圧成分の方向の第２の例を示す図である。図４Ｂは、誘起される電圧成分が、放射素子３２の方形状の対角線に沿った方向の例を示す。放射素子３２の対角線は、放射素子３２の一辺の√２倍の長さを有する。そのため、図４Ｂに示す放射素子３２の方形状の対角線に沿った方向に誘起される電圧成分の波長は、放射素子３２の一辺に沿った方向に誘起される電圧成分の波長の√２倍の長さを有する。すなわち、図４Ｂに示す放射素子３２の方形状の対角線に沿った方向に誘起される電圧成分は、放射素子３２の一辺に沿った方向に誘起される電圧成分の１／√２倍の周波数を有する。
【００６１】
なお、以下の説明において、図４Ｂに示す方向は、「第１の対角線方向」と記載されることがある。
【００６２】
図４Ｃは、誘起される電圧成分の方向の第３の例を示す図である。図４Ｃは、放射素子３２の方形状のＹ軸に沿った２つの辺のうち、一方の辺の２つの端と、他方の辺の中点とを結ぶ線分に沿った方向に、電圧成分が誘起される例を示す。
【００６３】
なお、以下の説明において、図４Ｃに示す方向は、「第２の対角線方向」と記載されることがある。
【００６４】
図４Ｃに示す第２の対角線方向は、放射素子３２の一辺の√５倍の長さを有する。そのため、図４Ｃに示す第２の対角線方向に誘起される電圧成分の波長は、放射素子３２の一辺に沿った方向に誘起される電圧成分の波長の√５倍の長さを有する。すなわち、図４Ｃに示す第２の対角線方向に誘起される電圧成分は、放射素子３２の一辺に沿った方向に誘起される電圧成分の１／√５倍の周波数を有する。
【００６５】
なお、図４Ｃには省略されているが、放射素子３２の方形状のＸ軸に沿った２つの辺のうち、一方の辺の２つの端と、他方の辺の中点とを結ぶ線分に沿った方向に、電圧成分が誘起されてもよい。
【００６６】
増幅回路２０から出力される励振信号には、基本波のＮ倍（Ｎは２以上の整数）の成分が含まれる。例えば、Ｍ／√２（Ｍは１以上の整数）がＮに近い場合、図４Ｂに示す方向に誘起される、Ｍ／√２倍の電圧成分の電力が入力されるため、Ｎ次高調波の入力電力の抑圧効果が小さくなる可能性がある。例えば、Ｍ＝４の場合、４／√２＝２．８３・・・であり、Ｍ／√２は、３に近い値をとる。この場合、３次高調波の入力電力の抑圧効果が小さくなる可能性がある。
【００６７】
なお、以下の説明において、第１の対角線方向に誘起される基本波のＭ倍の周波数の電圧成分は、「第１の対角線方向におけるＭ倍波」と記載されることがある。
【００６８】
また、例えば、Ｋ／√５（Ｋは１以上の整数）がＮに近い場合、図４Ｃに示す方向に誘起される、Ｋ／√５倍の成分の電力が入力されるため、高調波の入力電力の抑圧効果が小さくなる可能性がある。例えば、Ｋ＝７の場合、７／√５＝３．１３・・・であり、Ｋ／√５は３に近い値をとる。
【００６９】
なお、以下の説明において、第２の対角線方向に誘起される基本波のＫ倍の周波数の電圧成分は、第２の対角線方向におけるＫ倍波と記載されることがある。
【００７０】
図４Ｂに示す第１の対角線方向、および、図４Ｃに示す第２の対角線方向に誘起される高調波成分を抑圧するために、給電点Ｐは、第１の対角線方向および／または第２の対角線方向に沿って設けられてもよい。
【００７１】
例えば、２次高調波を抑圧し、第１および／または第２の対角方向に誘起される電圧成分を抑圧する場合には、給電点Ｐは、図３において、対角線上に位置する点２ａ、点２ｂ、点２ｃおよび点２ｄのいずれか１つの位置に設けられてもよい。あるいは、２つの給電点Ｐが、対角線上に位置する点２ａと点２ｄの組、または、点２ｂと点２ｃの組のいずれかの組に設けられてもよい。
【００７２】
また、例えば、図３において、３次高調波を抑圧し、第１および／または第２の対角方向に誘起される電圧成分を抑圧する場合には、給電点Ｐは、対角線上に位置する点３ａ、点３ｂ、点３ｃおよび点３ｄのいずれか１つの位置に設けられてもよい。あるいは、２つの給電点Ｐが、対角線上に位置する点３ａと点３ｄの組、または、点３ｂと点３ｃの組のいずれかの組に設けられてもよい。
【００７３】
次に、給電点Ｐの位置と、その特性との関係について説明する。
【００７４】
図５Ａは、放射素子３２における給電点Ｐの位置の従来例を示す図である。図５Ｂは、図５Ａに示した従来例における反射係数の周波数特性を示す図である。
【００７５】
図５Ａには、放射素子３２上に設けられた給電点Ｐの位置が示される。なお、図５Ａにおける給電点Ｐは、図３に示した各点とは異なり、電圧分布を考慮せずに規定した位置に設けられる。
【００７６】
図５Ｂにおいて、横軸は周波数を示し、縦軸は、反射損失を表す。反射損失は、給電点Ｐにおける入力電力に対する反射電力の比を示す。例えば、反射損失は、ｄＢ（デシベル）を用いて表される。局所的に小さい反射損失の値を示す周波数は、放射素子３２において共振する周波数に対応する。また、反射損失の値は、共振の度合いに対応する。例えば、局所的に小さい反射損失の値を示す周波数は、その値の大きさに応じて共振の度合いが異なる。反射損失の値が小さいほど、共振の度合いが強く、反射損失の値が大きいほど（０ｄＢに近いほど）、共振の度合いが弱い。
【００７７】
例えば、特定の周波数の入力電力に対する反射電力の比が１（つまり、０ｄＢ）であることは、特定の周波数の電力が入力されずに反射することに相当する。別言すると、特定の周波数の入力電力に対する反射電力の比が１（つまり、０ｄＢ）であることは、特定の周波数の入力電力が抑圧されることに相当する。
【００７８】
図５Ｂでは、基本波に相当する周波数と、２次高調波に相当する周波数と、３次高調波に相当する周波数とにおいて、反射損失が局所的に小さい値を示す。また、第１の対角線方向における３倍波に相当する周波数と、第２の対角線方向における４倍波に相当する周波数とにおいて、反射損失が局所的に小さい値を示す。なお、第１の対角線方向における３倍波は、上述したように、放射素子３２の一辺に沿った方向に誘起される基本波の電圧成分に対して３／√２倍の周波数を有する。第１の対角線方向における４倍波は、放射素子３２の一辺に沿った方向に誘起される基本波の電圧成分に対して４／√２倍の周波数を有する。
【００７９】
図５Ｂでは、給電点Ｐが、電圧分布に基づいて規定される位置に設けられていない。そのため、放射素子３２は、基本波に加え、２次高調波および３次高調波を含む複数の周波数において共振する。
【００８０】
図６Ａは、放射素子３２における給電点Ｐの位置の第１の例を示す図である。図６Ｂは、図６Ａに示した第１の例における反射係数の周波数特性を示す図である。
【００８１】
図６Ａには、図３における点２ｄの位置に設けられる給電点Ｐが示される。なお、図３の点２ｄは、２次高調波の電圧分布における節の位置に相当する点の１つである。
【００８２】
図６Ｂにおける、横軸および縦軸は、図５Ｂと同様であるので、説明は省略する。図６Ｂでは、基本波に相当する周波数と、２次高調波に相当する周波数と、３次高調波に相当する周波数とにおいて、反射損失が局所的に小さい値を示す。また、第１の対角線方向における２倍波に相当する周波数と、第１の対角線方向における３倍波に相当する周波数と、第２の対角線方向における７倍波に相当する周波数とにおいて、反射損失が局所的に小さい値を示す。
【００８３】
そして、図５Ｂと図６Ｂとを比較すると、図６Ｂに示される２次高調波、３次高調波、および、第１の対角線方向における３倍波に相当する周波数における反射損失の値は、図５Ｂよりも大きい。つまり、図６Ｂでは、２次高調波、３次高調波および第１の対角線方向における３倍波、図５Ｂよりも抑圧される。例えば、図６Ｂにおける２次高調波および２次高調波に近い第１の対角線方向における３倍波は、他の周波数と比較して、図５Ｂに対する抑圧効果が高い。図６Ａに示すように、給電点Ｐが、２次高調波の節の位置に設けられることによって、基本波と異なる周波数（例えば、２次高調波）が抑圧できる。また、給電点Ｐが、第１の対角線方向に沿った位置に設けられるため、第１の対角線方向における３倍波が抑圧できる。
【００８４】
図７Ａは、放射素子３２における給電点Ｐの位置の第２の例を示す図である。図７Ｂは、図７Ａに示した第２の例における反射係数の周波数特性を示す図である。
【００８５】
図７Ａには、図３における点３ｆの位置に設けられる給電点Ｐが示される。なお、図３の点３ｆは、３次高調波の電圧分布における節の位置に相当する点の１つである。
【００８６】
図７Ｂにおける、横軸および縦軸は、図５Ｂと同様であるので、説明は省略する。図７Ｂでは、基本波に相当する周波数と、２次高調波に相当する周波数と、３次高調波に相当する周波数とにおいて、反射損失が局所的に小さい値を示す。また、第１の対角線方向における３倍波に相当する周波数と、第１の対角線方向における４倍波に相当する周波数とにおいて、反射損失が局所的に小さい値を示す。
【００８７】
そして、図５Ｂと図７Ｂとを比較すると、図７Ｂに示される２次高調波、３次高調波、第１の対角線方向における３倍波、および、第１の対角線方向における４倍波に相当する周波数における反射損失の値が、図５Ｂよりも大きい。つまり、図７Ｂでは、２次高調波、３次高調波、第１の対角線方向における３倍波、および、第１の対角線方向における４倍波が、図５Ｂよりも抑圧される。例えば、図７Ｂにおける３次高調波および３次高調波に近い第１の対角線方向における４倍波は、他の周波数と比較して、図５Ｂに対する抑圧効果が高い。図７Ａに示すように、給電点Ｐが、３次高調波の節の位置に設けられることによって、基本波と異なる周波数（例えば、３次高調波）が抑圧できる。
【００８８】
ただし、図７Ａでは、給電点Ｐが対角線方向に沿った位置に設けられていない。そのため、図７Ｂに示すように、例えば、第１の対角線方向の３倍波および第１の対角線方向の４倍波に対する抑圧効果が低い。そのため、３次高調波に相当する周波数において、反射損失が局所的に小さい値を示し、３次高調波の電力がわずかに放射素子３２に入力される可能性がある。
【００８９】
図８Ａは、放射素子３２における給電点Ｐの位置の第３の例を示す図である。図８Ｂは、図８Ａに示した第３の例における反射係数の周波数特性を示す図である。
【００９０】
図８Ａには、図３における点３ｄの位置に設けられる給電点Ｐが示される。なお、図３の点３ｄは、３次高調波の電圧分布における節の位置に相当する点の１つである。そして、図３の点３ｄは、２次高調波の電圧分布における節に近い位置に相当し、放射素子３２の対角線方向（第１の対角線方向）上の位置に相当する。
【００９１】
図８Ｂにおける、横軸および縦軸は、図５Ｂと同様であるので、説明は省略する。図８Ｂでは、基本波に相当する周波数と、２次高調波に相当する周波数と、３次高調波に相当する周波数とにおいて、反射損失が局所的に小さい値を示す。また、第１の対角線方向における２倍波に相当する周波数と、第１の対角線方向における３倍波に相当する周波数と、第１の対角線方向における４倍波に相当する周波数と、第２の対角線方向における７倍波に相当する周波数とにおいて、反射損失が局所的に小さい値を示す。
【００９２】
そして、図５Ｂと図８Ｂとを比較すると、図８Ｂに示される２次高調波、３次高調波、第１の対角線方向における３倍波、第１の対角線方向における４倍波および第２の対角線方向における７倍波に相当する周波数における反射損失の値が、図５Ｂよりも大きい。つまり、図８Ｂでは、２次高調波、３次高調波、第１の対角線方向における３倍波、第１の対角線方向における４倍波、および、第２の対角線方向における７倍波が、図５Ｂよりも抑圧される。
【００９３】
また、上述したように、３次高調波の電圧分布における節の位置（図８Ａの点３ｄ）と給電点Ｐの位置との距離は、２次高調波の電圧分布における節の位置（図６Ａの点２ｄ）と給電点Ｐの位置との距離と比較して、給電点Ｐにおける電圧値の変動に与える影響は大きい。そのため、例えば、図６Ｂと図８Ｂとを比較すると、図８Ｂでは２次高調波と３次高調波との入力電力の抑圧効果が、図６Ｂよりも大きい。
【００９４】
また、図７Ａと図８Ａの給電点Ｐは、いずれも３次高調波の電圧分布における節の位置に相当するが、図８Ａでは、３次高調波の電圧分布における節のうち、放射素子３２の対角線上に近い節の位置に相当する。そのため、第１の対角線方向における４倍波に対する抑圧効果が向上する。そして、放射素子３２の対角線上に近い節の位置に給電点Ｐを設けた場合、第１の対角線方向における４倍波（つまり、４／√２＝２．８・・・）に近い３次高調波に対する抑圧効果が向上する。
【００９５】
以上、１つの給電点Ｐを設ける位置と、反射係数の周波数特性との関係の例を説明した。次に、２つの給電点Ｐを放射素子３２に設ける場合の、給電点Ｐを設ける位置と、反射係数の周波数特性との関係の例を説明する。
【００９６】
図９Ａは、放射素子３２における給電点Ｐの位置の第４の例を示す図である。図９Ｂは、図９Ａに示した第４の例における反射係数の周波数特性を示す図である。
【００９７】
図９Ａには、図３における点３ｅと点３ｆの位置に設けられる給電点Ｐが示される。なお、図３の点３ｅと点３ｆとは、それぞれ、３次高調波の電圧分布における節の位置に相当する点である。そして、図３の点３ｅと点３ｆは、放射素子３２の中心に対して点対称な位置であり、Ｘ軸に対して線対称な位置である。２つの給電点Ｐには、それぞれ、互いに１８０度の位相差を設けて給電が行われる。
【００９８】
図９Ｂにおける、横軸および縦軸は、図５Ｂと同様であるので、説明は省略する。図９Ｂでは、基本波に相当する周波数と、３次高調波に相当する周波数とにおいて、反射損失が局所的に小さい値を示す。また、第１の対角線方向における３倍波に相当する周波数において、反射損失が局所的に小さい値を示す。
【００９９】
そして、図９Ｂでは、図５Ｂ、図６Ｂ、図７Ｂおよび図８Ｂと比較して、２次高調波および３次高調波の抑圧効果が高い。また、給電点Ｐが放射素子３２の中心に対して対称な位置であり、２つの給電点Ｐには、それぞれ、互いに１８０度の位相差を設けて給電が行われることによって、例えば、２次高調波が抑圧できる。
【０１００】
図１０Ａは、放射素子３２における給電点Ｐの位置の第５の例を示す図である。図１０Ｂは、図１０Ａに示した第５の例における反射係数の周波数特性を示す図である。
【０１０１】
図１０Ａには、図３における点３ａと点３ｄの位置に設けられる給電点Ｐが示される。なお、図３の点３ａと点３ｄとは、それぞれ、３次高調波の節の位置に相当する点である。そして、図３の点３ａと点３ｄは、放射素子３２の中心に対して点対称な位置であり、放射素子３２の対角線上に設けられる。２つの給電点Ｐには、それぞれ、互いに１８０度の位相差を設けて給電が行われる。
【０１０２】
図１０Ｂにおける、横軸および縦軸は、図５Ｂと同様であるので、説明は省略する。図１０Ｂでは、基本波に相当する周波数と、３次高調波に相当する周波数とにおいて、反射損失が局所的に小さい値を示す。また、第１の対角線方向における３倍波に相当する周波数において、反射損失が局所的に小さい値を示す。
【０１０３】
そして、図１０Ｂでは、図５Ｂ、図６Ｂ、図７Ｂおよび図８Ｂと比較して、２次高調波の抑圧効果が高い。また、図１０Ｂでは、図９Ｂと比較して、第１の対角線方向における３倍波の抑圧効果が高い。図１０Ａに示すように、給電点Ｐが、３次高調波の電圧分布における節の位置に設けられることによって、例えば、３次高調波が抑圧できる。また、給電点Ｐが放射素子３２の中心に対して対称な位置であり、２つの給電点Ｐには、それぞれ、互いに１８０度の位相差を設けて給電が行われることによって、例えば、２次高調波が抑圧できる。そして、給電点Ｐが放射素子３２の対角線上に設けられることによって、例えば、第１の対角線方向における３倍波が抑圧できる。
【０１０４】
以上、説明したように、本実施の形態に係るアンテナ装置３０は、基板３１に設けられ、基本波の電力によって励振される放射素子３２と、放射素子３２に設けられた給電点Ｐから電力を供給する給電線路（同軸線路３４）とを備える。そして、給電点Ｐは、放射素子３２における基本波よりも高い周波数（例えば、ｎ次高調波）の電圧分布に基づいて規定される位置に設けられる。
【０１０５】
このような構成により、基本波のアンテナ特性へ影響を与えることを避け、基本波と異なる周波数を抑圧できる。例えば、ｎ次高調波の電圧分布における節の位置に給電点Ｐが設けられることによって、ｎ次高調波のアンテナ装置３０の入力インピーダンスを短絡状態にすることができ、アンテナ装置３０とアンテナ装置３０へ給電を行う回路（例えば、図１における増幅回路２０）との間の、当該ｎ次高調波における結合を疎にすることができる。
【０１０６】
また、上述したように、本実施の形態に係るアンテナ装置３０は、給電点Ｐが放射素子３２の対角線上に設けられてもよい。給電点Ｐが放射素子３２の対角線上に設けられることにより、対角線方向（例えば、上述した第１および第２の対角線方向）において励起される電圧成分（モード）の共振を抑圧できる。例えば、対角線方向において励起される電圧成分の共振周波数が高調波の周波数の近傍である場合、高調波に対する抑圧効果も向上できる。
【０１０７】
また、上述したように、本実施の形態に係るアンテナ装置３０は、２つの給電点Ｐが放射素子３２の中心を通る軸（例えば、Ｘ軸またはＹ軸）に対して対称に設けられてもよい。この場合、２つの給電点Ｐから、位相が互いに１８０度異なる電力が供給されてもよい。これにより、２次高調波を含む偶数次の高調波が抑圧できる。
【０１０８】
なお、上述した例では、図２Ａおよび図２Ｂに示したように、同軸線路３４が放射素子３２の背面側から給電を行う背面同軸型給電方式について説明した。本開示における給電方式は、これに限定されない。以下では、本実施の形態において適用される給電方式のバリエーションを説明する。
【０１０９】
図１１Ａおよび図１１Ｂは、本実施の形態の第１の変形例に係るアンテナ装置４０の構成例を示す図である。図１１Ａおよび図１１Ｂには、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸が示される。図１１Ａは、アンテナ装置４０の上面（Ｚ軸の正方向）から見た図を示し、図１１Ｂは、図１１ＡのＡ１−Ａ２に沿った断面図を示す。なお、図１１Ａおよび図１１Ｂにおいて、図２Ａおよび図２Ｂと同様の構成については同一の符番を付し、説明を省略する。
【０１１０】
アンテナ装置４０は、誘電体の基板３１と、放射素子３２と、グランド（ＧＮＤ）導体板３３と、マイクロストリップ線路３５と、を有する。
【０１１１】
マイクロストリップ線路３５は、基板３１の第１の面３１ｓに設けられ、放射素子３２に給電を行う線路である。マイクロストリップ線路３５の先端は、放射素子３２に設けられた切り込みに接続される。マイクロストリップ線路３５の先端と、放射素子３２との接続部に、給電点Ｐが設けられる。
【０１１２】
アンテナ装置４０では、マイクロストリップ線路３５の先端の位置を調整してインピーダンスの整合を図る。例えば、マイクロストリップ線路３５を介して放射素子３２に給電を行う回路側のインピーダンス（例えば、５０Ω）とアンテナ装置４０とのインピーダンスとの整合を図ると、効率が良い。アンテナ装置４０では、電圧によって給電が行われる。例えば、アンテナ装置４０に適用される給電の方式は、「共平面型給電方式」と記載されることがある。
【０１１３】
図１２Ａおよび図１２Ｂは、本実施の形態の第２の変形例に係るアンテナ装置５０の構成例を示す図である。図１２Ａおよび図１２Ｂには、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸が示される。図１２Ａは、アンテナ装置５０の上面（Ｚ軸の正方向）から見た図を示し、図１２Ｂは、図１２ＡのＡ１−Ａ２に沿った断面図を示す。なお、図１２Ａおよび図１２Ｂにおいて、図２Ａおよび図２Ｂと同様の構成については同一の符番を付し、説明を省略する。
【０１１４】
アンテナ装置５０は、誘電体の基板３１と、放射素子３２と、グランド（ＧＮＤ）導体板３３と、マイクロストリップ線路３６と、を有する。
【０１１５】
基板３１は、複数の誘電体の層を有する。基板３１の第１の面３１ｓには、放射素子３２が設けられ、第２の面３１ｔには、グランド導体板３３が設けられ、第３の面３１ｕには、マイクロストリップ線路３６が設けられる。
【０１１６】
第２の面３１ｔに設けられるグランド導体板３３には、放射素子３２とマイクロストリップ線路３６との間に、スロット３７が形成される。スロット３７は、長手方向がＹ軸方向に沿った切り欠き部分に相当する。
【０１１７】
マイクロストリップ線路３６は、放射素子３２に給電を行う線路である。マイクロストリップ線路３６は、スロット３７を介して、放射素子３２と電磁結合することによって、放射素子３２へ給電を行う。アンテナ装置５０では、図１２Ａに示すように、上面（Ｚ軸の正方向）から見て、マイクロストリップ線路３６と、スロット３７とが重なる放射素子３２上の領域に給電点Ｐが設けられる。
【０１１８】
アンテナ装置５０では、電流によって給電が行われる。例えば、アンテナ装置５０に適用される給電方式は、「電磁結合型給電方式」と記載されることがある。
【０１１９】
なお、「共平面型給電方式」は、電圧によって給電を行う方式であるので、上述した「背面同軸型給電方式」（図２Ａおよび図２Ｂ参照）の例と同様に電圧分布に基づいて給電点の位置を規定することによって、基本波と異なる周波数を抑圧できる。
【０１２０】
また、「電磁結合型給電方式」は、電流によって給電を行う方式であるので、電流分布に基づいて給電点の位置が規定されてもよい。以下では、アンテナ装置５０の放射素子３２に設けられる給電点Ｐの位置の例を説明する。
【０１２１】
図１３は、本実施の形態における給電点Ｐの位置の別の例を示す図である。図１３には、上面（Ｚ軸の正方向）から見たアンテナ装置５０のＸ−Ｙ平面図と、放射素子３２におけるＸ軸方向の電流分布と、Ｙ軸方向の電流分布が示される。
【０１２２】
図１３に示す電流分布は、放射素子３２の方形状のＸ軸およびＹ軸に沿った方向において、誘起される電流成分の分布を示す。Ｘ軸方向の電流分布の横軸は、放射素子３２のＸ軸に沿った位置に対応し、Ｙ軸方向の電流分布の横軸は、放射素子３２のＹ軸に沿った位置に対応する。Ｘ軸方向の電流分布およびＹ軸方向の電流分布の縦軸は、誘起される電流成分の値（電流値）を示す。図１３に示す電流分布には、基本波の電流分布と、基本波の２倍の周波数を有する２次高調波の電流分布と、基本波の３倍の周波数を有する３次高調波の電流分布が含まれる。
【０１２３】
なお、図１３において、Ｘ軸およびＹ軸は、それぞれ、放射素子３２の互いに直交する２つの辺のそれぞれに沿った軸である。そして、図１３におけるＸ軸は、Ｙ軸に沿った辺の中点を結ぶ直線を示し、図１３におけるＹ軸は、Ｘ軸に沿った辺の中点を結ぶ直線を示す。また、以下の説明において、図１３におけるＸ軸とＹ軸との交点は、原点と記載されることがある。原点は、放射素子３２の中心と捉えてもよい。
【０１２４】
基本波の実効波長がλｅの場合、放射素子３２の一辺の長さＬは、λｅ／２に設定される。なお、基本波の実効波長λｅは、例えば、基本波の真空中の波長と、基板３１を構成する誘電体の比誘電率によって定められる。
【０１２５】
なお、以下の説明において、電流分布における電流値がゼロを示す点は、電流分布の「節」と記載することがある。また、電流分布における電流値が最大値または最小値を示す点は、電流分布の「腹」と記載することがある。なお、電流値が最大値を示す点は、電流値が極大値を示す点と捉えてもよい。また、電流値が最小値を示す点は、電流値が極小値を示す点と捉えてもよい。つまり、電流分布の「腹」は、電流値が極値を示す点と捉えてもよい。
【０１２６】
なお、図１３に示す電流分布は、放射素子３２における電流の定在波の一例である。定在波において、電流値がゼロを示す点は、タイミングによらず、振幅が振動せずに固定される。一方で、定在波において、電流値がゼロを示さない点は、振幅が振動し、電流値が周期的に変動し、タイミングによっては、正負が入れ替わる。そのため、電流分布において、「節」と「腹」の位置は、固定であるが、「腹」における電流値は変動する。
【０１２７】
「電磁結合型給電方式」などの電流によって給電を行う方式では、電流分布における給電点の電流値が大きいほど、電磁結合が強くなるため、給電の効率が向上する。例えば、電流分布における電流値が最大値を示す点に給電点Ｐを設ける場合、給電の効率が最も向上する。一方で、電流分布における電流値がゼロを示す点に給電点Ｐを設ける場合、給電の効率は最も低下する。給電の効率が向上することは、入力電力が増加することに相当し、給電の効率が低下することは、入力電力が低下することに相当する。
【０１２８】
このように、電流分布に基づいて給電点Ｐの位置が規定されることによって、アンテナ装置５０における、入力電力を制御できる。
【０１２９】
また、電流分布は、電圧分布と同様に、周波数によって異なるため、特定の周波数の電流分布に基づいて給電点Ｐの位置が規定されることによって、特定の周波数に対する入力電力を制御できる。
【０１３０】
例えば、図１３において、線１２ｘは、Ｘ軸方向の２次高調波の電流分布における電流値がゼロである位置を示し、線１２ｙは、Ｙ軸方向の２次高調波の電流分布における電流値がゼロである位置を示す。線１３ｘは、Ｘ軸方向の３次高調波の電流分布における電流値がゼロである位置を示し、線１３ｙは、Ｙ軸方向の３次高調波の電流分布における電流値がゼロである位置を示す。
【０１３１】
例えば、線１２ｘと線１２ｙとの交点を示す点１２ａは、Ｘ軸方向の２次高調波の電流分布における電流値がゼロであり、かつ、Ｙ軸方向の２次高調波の電流分布における電流値がゼロである位置を示す。例えば、点１２ａに給電点Ｐが設けられる場合、Ｘ軸方向とＹ軸方向の両方の２次高調波の入力電力を抑圧できる。
【０１３２】
なお、Ｘ軸方向とＹ軸方向の両方の２次高調波の入力電力を抑圧しなくてもよい。例えば、Ｘ軸方向の２次高調波の入力電力を抑圧する場合は、線１２ｘ上に給電点Ｐが設けられてもよいし、Ｙ軸方向の２次高調波の入力電力を抑圧する場合は、線１２ｙ上に給電点Ｐが設けられてもよい。
【０１３３】
また、例えば、線１３ｘと線１３ｙとの交点を示す点１３ａ、点１３ｂ、点１３ｃおよび点１３ｄは、Ｘ軸方向の３次高調波の電流分布における電流値がゼロであり、かつ、Ｙ軸方向の３次高調波の電流分布における電流値がゼロである位置を示す。例えば、点１３ａ〜１３ｄのいずれかに給電点Ｐが設けられる場合、Ｘ軸方向とＹ軸方向の両方の３次高調波を抑圧できる。
【０１３４】
なお、Ｘ軸方向とＹ軸方向の両方の３次高調波を抑圧しなくてもよい。例えば、Ｘ軸方向の３次高調波を抑圧する場合は、線１３ｘ上に給電点Ｐが設けられてもよいし、Ｙ軸方向の３次高調波を抑圧する場合は、線１３ｙ上に給電点Ｐが設けられてもよい。
【０１３５】
なお、上述において、給電点Ｐを設ける位置は、２つの線の交点または線上の点である例を説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、給電点Ｐの位置は、図１３に示す複数の交点および複数の線の少なくとも１つの近傍に規定されてもよい。給電点Ｐの位置は、例えば、基本波のインピーダンスの値と、図１３に示す複数の交点および複数の線の少なくとも１つとに基づいて、規定されてもよい。
【０１３６】
なお、図１３では、基本波に対する２次高調波と３次高調波との電流分布の例が示されるが、本開示はこれに限定されない。基本波に対する４次以上の次数の高調波の電流分布に基づいて給電点Ｐの位置が規定されてもよい。
【０１３７】
なお、図１３に示すように、Ｘ軸方向における２次高調波の電流分布およびＹ軸方向における２次高調波の電流分布は、原点に対して点対称である。また、図示は省略するが、４次以上の偶数次の高調波の電流分布は、２次高調波の電流分布と同様に点対称の分布である。一方で、Ｘ軸方向における基本波および３次高調波の電流分布は、Ｙ軸に対して線対称であり、Ｙ軸方向における基本波および３次高調波の電流分布は、Ｘ軸に対して線対称である。
【０１３８】
このような場合、原点に対して対称な位置に設けられた２つの給電点Ｐから、位相が互いに同一の電力を給電することによって、偶数次の高調波が抑圧できる。
【０１３９】
なお、図１３では、放射素子３２の方形状のＸ軸およびＹ軸に沿った方向において、誘起される電圧（または電流）成分について説明した。放射素子３２では、Ｘ軸およびＹ軸に沿った方向の他に、対角方向において、誘起される電圧（または）成分が存在してもよい。この場合、対角方向において誘起される電流成分の電流分布に基づいて、給電点Ｐの位置が規定されてもよい。
【０１４０】
次に、図１３に示した給電点Ｐの位置の別の例に基づいて、アンテナ装置５０に給電点Ｐを設けた場合の構成例を説明する。
【０１４１】
図１４Ａは、第２の変形例に係るアンテナ装置５０の第１の例を示す上面図である。図１４Ａは、図１２Ａおよび図１２Ｂに示した「電磁結合型給電方式」を適用するアンテナ装置５０において、図１３に示した点１２ａに給電点Ｐを設ける例である。なお、図１３の点１２ａは、２次高調波の電流分布における節の位置に相当する点である。
【０１４２】
図１４Ｂは、第２の変形例に係るアンテナ装置５０の第２の例を示す上面図である。図１４Ｂは、図１２Ａおよび図１２Ｂに示した「電磁結合型給電方式」を適用するアンテナ装置５０において、図１３に示した点１３ｄに給電点Ｐを設ける例である。なお、図１３の点１３ｄは、３次高調波の電流分布における節の位置に相当する点である。
【０１４３】
図１４Ｃは、第２の変形例に係るアンテナ装置５０の第３の例を示す上面図である。図１４Ｃは、図１２Ａおよび図１２Ｂに示した「電磁結合型給電方式」を適用するアンテナ装置５０において、図１３に示した点１３ａと点１３ｄとに給電点Ｐを設ける例である。なお、図１３の点１３ａと点１３ｄは、３次高調波の電流分布における節の位置に相当する点である。
【０１４４】
なお、図１４Ｃでは点１３ａと点１３ｄとは、放射素子３２の中心に対して点対称な位置である。点１３ａと点１３ｄとに設けられた２つの給電点Ｐから同位相の電力が給電されてもよい。２つの給電点Ｐから同位相の電力を給電することによって、２次を含む偶数次の高調波を抑圧してもよい。
【０１４５】
なお、同位相の電力を給電する２つの給電点Ｐの位置は、放射素子３２の中心に対して点対称でなくてもよい。例えば、同位相の電力を給電する２つの給電点Ｐの位置は、放射素子３２のＸ軸またはＹ軸（図１３参照）に対して対称であってもよい。
【０１４６】
なお、同一の放射素子３２に対して同一の給電方式を適用して給電する場合、放射素子３２における電圧分布と電流分布とは、位相が互いに９０度分ずれた関係を有し、その特性は対を成す。その場合、例えば、電圧分布における「節」の位置は、電流分布における「腹」の位置に相当する。また、例えば、電圧分布における「腹」の位置は、電流分布における「節」の位置に相当する。例えば、電圧分布における極値を有する点は、電流分布における電流値がゼロを示す点に相当する。
【０１４７】
例えば、上述した、電圧分布に基づいて設けられる給電点は、電圧分布における「節」と「腹」とをそれぞれ電流分布における「腹」と「節」とに置き換えられるため、電流分布に基づいて設けられる給電点と捉えてもよい。
【０１４８】
以上、説明したように、電流により電力が供給されるアンテナ装置５０は、基板３１に設けられ、基本波の電力によって励振される放射素子３２と、放射素子３２に設けられた給電点Ｐから電力を供給する給電線路（マイクロストリップ線路３６）とを備える。そして、給電点Ｐは、放射素子３２における基本波よりも高い周波数（例えば、ｎ次高調波）の電圧分布に基づいて規定される位置に設けられる。
【０１４９】
このような構成により、基本波のアンテナ特性へ影響を与えることを避け、基本波と異なる周波数を抑圧できる。例えば、ｎ次高調波の電圧分布における腹の位置に給電点Ｐが設けられることによって、ｎ次高調波の給電効率を低下させることができ、ｎ次高調波の入力電力を抑圧できる。
【０１５０】
また、上述したように、アンテナ装置５０には、２つの給電点Ｐが放射素子３２の中心に対して点対称に設けられてもよい。あるいは、アンテナ装置５０には、２つの給電点Ｐが放射素子３２の中心を通る軸（例えば、Ｘ軸またはＹ軸）に対して対称に設けられてもよい。この場合、２つの給電点Ｐから、位相が互いに同一の電力が供給されてもよい。これにより、２次高調波を含む偶数次の高調波が抑圧できる。
【０１５１】
なお、上述した実施の形態では、方形状の放射素子を有するアンテナ装置について例を挙げて説明したが、本開示はこれに限定されない。本開示におけるアンテナ装置は、放射素子が、周波数毎に異なる電圧分布および／または電流分布を有し、電圧分布および／または電流分布に基づいて給電点の位置が規定される構成であればよい。
【０１５２】
例えば、アンテナ装置は、方形状と異なる形状の放射素子の一例として、円形状の放射素子を有してもよい。以下では、円形状の放射素子を有するアンテナ装置について説明する。
【０１５３】
図１５Ａ、図１５Ｂおよび図１５Ｃは、本実施の形態の第３の変形例に係るアンテナ装置６０の構成例を示す図である。
【０１５４】
図１５Ａ、図１５Ｂおよび図１５Ｃには、直交座標系を表すＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸が示される。また、図１５Ａには、球面座標系を表すｒ、θおよびφが示される。ｒは、原点からの距離を示し、φは、Ｘ軸に対して成す角度を示し、θは、Ｚ軸に対して成す角度を示す。以下では、ｒの方向は、半径方向と記載され、φの方向は、円周方向と記載されることがある。半径方向は、別言すると、原点から放射素子の外縁へ向かう方向と捉えてもよい。また、円周方向は、半径方向に直交する方向に相当する、と捉えてもよい。また、以下では、Ｘ−Ｙ平面における放射素子の位置を示す場合に、θの説明が省略されることがあるが、例えば、Ｘ−Ｙ平面は、θ＝９０°の平面と解されてもよい。
【０１５５】
なお、放射素子が円形状の場合、Ｘ−Ｙ平面において中心に対して対称性を有するため、Ｘ軸およびＸ軸に直交するＹ軸はいずれの方向であってもよい。また、以下の説明では、Ｘ軸および／またはＹ軸が省略されることがある。
【０１５６】
図１５Ａは、アンテナ装置６０の斜視図を示し、図１５Ｂは、アンテナ装置６０の上面（Ｚ軸の正方向）から見た図を示し、図１５Ｃは、アンテナ装置６０をＸ軸に沿って切断した断面図を示す。
【０１５７】
アンテナ装置６０は、誘電体の基板６１と、放射素子６２と、グランド導体板６３と、同軸線路６４と、を有する。
【０１５８】
放射素子６２は、例えば、基板６１の第１の面６１ｓに設けられる円形状のパッチアンテナの素子である。円形状の放射素子６２の半径はａで表される。なお、以下では、放射素子６２の中心（円の中心）は、直交座標系および球面座標系の原点に一致するとして説明する。
【０１５９】
放射素子６２には、同軸線路６４から電力が供給される給電点Ｑが設けられる。なお、図１５Ａ〜図１５Ｃでは、給電点Ｑが、Ｘ軸上（φ＝０°）に設けられる例が示されるが、本開示はこれに限定されない。
【０１６０】
なお、半径ａの設定の例および給電点Ｑの位置の例については後述する。
【０１６１】
グランド導体板６３は、基板６１の第２の面６１ｔに設けられ、グランドに接続された導体である。
【０１６２】
同軸線路６４は、例えば、給電点Ｑと接続する導体（内導体）６４ｓと、内導体６４ｓを囲み、グランド導体板６３と接続する導体（外導体）６４ｔとを有する。同軸線路６４は、放射素子６２の背面側（Ｚ軸の負方向側）から給電を行う。
【０１６３】
アンテナ装置６０では、給電点Ｑから供給される電力によって放射素子６２が励振される。アンテナ装置６０は、例えば、図１に示した送信機１における、アンテナ装置３０と置き換えてよい。この場合、増幅回路２０から出力され、アンテナ装置６０の給電点Ｑへ供給される電力には、基本波の成分の他に、ｎ（ｎは２以上の整数）次の高調波の成分が含まれる。供給される電力には、例えば、基本波と、２次高調波および３次高調波とが含まれる。
【０１６４】
本実施の形態の第３の変形例では、上述した本実施の形態および他の変形例と同様に、給電点Ｑの位置を調整することによって、放射素子６２に入力される電力に含まれる基本波と異なる周波数に対して不整合損失（ミスマッチロス）を発生させる。
【０１６５】
例えば、第３の変形例では、上述した本実施の形態および他の変形例と同様に、放射素子６２における電圧分布に基づいて給電点Ｑの位置が規定されることによって、アンテナ装置６０における、入力電力を制御できる。
【０１６６】
次に、放射素子６２の半径ａの設定の例を説明する。上述した方形状の放射素子の例では、基本波の実効波長がλｅの場合に放射素子の一辺の長さがλｅ／２に設定される、と説明した。円形状の放射素子６２の場合も、方形状の放射素子と同様に、基本波の実効波長に基づいて、半径ａの長さが設定される。
【０１６７】
放射素子６２において、電界分布および磁界分布は、例えば、次の式（１）によって表される。
【数１】
2020025240.tif 000003
【０１６８】
式（１）のＥＺは、ｒとφとによって表される放射素子６２の位置における、Ｚ軸方向の電界の強度を示す電界分布である。Ｈｒは、ｒとφとによって表される放射素子６２の位置における、半径方向の磁界の強度を示す磁界分布である。Ｈφは、ｒとφとによって表される放射素子６２の位置における、円周方向の磁界の強度を示す磁界分布である。
【０１６９】
また、式（１）のＪ→は、電流分布を示す。なお、電流分布には、半径方向の成分−Ｈφと円周方向の成分Ｈｒとが含まれる。Ｊ→は、ベクトル量を表す。ｒ→は半径方向の単位ベクトル、φ→は円周方向の単位ベクトルを表す。
【０１７０】
なお、放射素子６２の電圧分布は、電界分布ＥＺに対応する。
【０１７１】
また、放射素子６２の磁界分布は放射素子６２の電界分布と相関を有するため、磁界分布に基づいて規定される電流分布Ｉｎは、電圧分布に基づいて規定されると捉えてよい。
【０１７２】
式（１）において、Ａは、振幅の定数を示す。ｊは、虚数単位を示す。ωは、角周波数を示す。μは、基板６１の透磁率を示す。
【０１７３】
式（１）において、Ｊｍ（α）は、αを引数とするｍ次のベッセル関数を示し、Ｊ’ｍ（α）は、ｍ次のベッセル関数の導関数を示す。ｋｍｎｒは、実効波長で規格化された半径方向の距離に２πを乗じた値を示す。ｋｍｎは、Ａｍｎ／ａを示す。Ａｍｎは、Ｊｍ（α）の導関数Ｊ’ｍ（α）を０にする解のうち、値が小さい方からｎ番目の解を示す。ｋｍｎは、ｍ及びｎに対応して決定される。例えば、ｍ＝１およびｎ＝１の場合のＡ１１が、最も小さい値をとる。例えば、Ａ１１の値は、おおよそ、１．８５である。ｒ＝ａの場合、ｋｍｎｒ＝（Ａｍｎ／ａ）×ａ＝Ａｍｎである。
【０１７４】
円形状の放射素子６２を有するアンテナ装置６０は、基本モードで動作する。基本モードとは、ｍ＝１およびｎ＝１のモードであり、ＴＭ１１モードとも記載される。なお、以下では、ｍ＝ｉおよびｎ＝ｊのモードは、ＴＭｉｊモードと記載されることがある。
【０１７５】
放射素子６２の半径ａは、基本波の周波数に対応する波長（例えば、実効波長）によって定められる波数と、基本モードの解であるＡ１１とに応じて設定される。この場合、基本モードに対応する周波数は、基本波の周波数である。なお、以下では、基本モードに対応する基本波の周波数は、基本周波数と記載されることがある。
【０１７６】
次に、給電点Ｑを設ける位置の例を説明する。上述したように、放射素子６２の半径ａは、基本周波数の波長（例えば、実効波長）によって定められる波数と基本モードの解であるＡ１１とに応じて設定される。半径ａを有する放射素子６２は、基本周波数において共振し、基本モードと異なるモードに対応する周波数においても共振する。
【０１７７】
第３の変形例では、基本モードと異なるモードのうち、基本周波数の整数倍に近い周波数で共振するモードの電界分布ＥＺに基づいて、給電点Ｑの位置を設定する。基本モードと異なるモードにおいて共振する周波数は、例えば、ベッセル関数の導関数の解から得られる。そのため、以下では、ベッセル関数の導関数の解と、基本モードと異なるモードにおいて共振する周波数との関係について説明する。なお、以下の説明では、ＴＭｉｊモードにおいて共振する周波数は、ＴＭｉｊモードの周波数と記載することがある。
【０１７８】
図１６Ａは、ｍ次のベッセル関数の導関数の解の一例を示す図である。
【０１７９】
図１６Ａには、０次から８次のベッセル関数の導関数を０にする解のうち、値の小さい方から順に４つ（ｎ＝１〜４）または３つ（ｎ＝１〜３）の解が示される。（ｍ，ｎ）＝（１，１）の解は、基本モードの解を示し、（ｍ，ｎ）＝（１，２）の解は、ＴＭ１２モードの解を示す。
【０１８０】
図１６Ｂは、図１６Ａに示した解を、基本モードの解で規格化した値の一例を示す図である。
【０１８１】
基本モードの解は、１次のベッセル関数の導関数を０にする１番目の解であり、図１６Ａでは、１．８５に相当する。図１６Ａに示した各モードの解を、基本モードの解を用いて規格化することによって得られる値は、各モードの周波数と基本周波数との比に相当する。図１６Ｂに示した値は、各モードの周波数が、基本周波数の何倍の周波数であるかを示す。
【０１８２】
例えば、図１６Ｂに示す（ｍ，ｎ）＝（０，１）の値は、２．０８である。つまり、ＴＭ０１モードの周波数は、基本周波数のおよそ２．０８倍の周波数であることを示す。
【０１８３】
上述したように、増幅回路２０から出力され、アンテナ装置６０の給電点Ｑへ供給される電力には、基本波の成分の他に、基本周波数の整数倍の周波数を有する高調波の成分が含まれる。第３の変形例では、増幅回路２０から発生する高調波成分が放射素子６２に対して入力されることを抑圧するために、基本周波数の整数倍に近い周波数における共振を抑制する。例えば、基本周波数の整数倍に近い周波数とは、基本周波数の整数倍との差が０．１５以内の周波数であってよい。図１６Ｂには、基本周波数の整数倍に近い周波数に相当する周波数の一例が、下線によって強調される。ただし、本開示はこれに限定されない。
【０１８４】
式（１）に示したように、ＥＺは、ｃｏｓ（ｍφ）の項が乗算された式によって表されるため、半径方向が同一で円周方向に１８０°離れた２つの位置におけるＥＺの振幅の極性（例えば、正負）の関係は、ｍが偶数の場合とｍが奇数の場合とで異なる。半径方向が同一で円周方向に１８０°離れた２つの位置とは、例えば、（ｒ，φ）＝（ｄ，０°）の位置と（ｒ，φ）＝（ｄ，１８０°）の位置とに相当する。ただし、ｄは、０＜ｄ≦ａを満たす。
【０１８５】
ｍが偶数の場合、ＥＺの振幅の極性は、半径方向が同一で円周方向に１８０°離れた２つの位置において同一である。つまり、ｍが偶数のモードでは、円周方向に１８０°ずれると、ＥＺは同相である（振幅の正負が同じである）。
【０１８６】
ｍが奇数の場合、ＥＺの振幅の極性は、半径方向が同一で円周方向に１８０°離れた２つの位置において互いに異なる。つまり、ｍが奇数のモードは、円周方向に１８０°ずれると、ＥＺは逆位相になる（振幅の正負が反転する）。
【０１８７】
そこで、半径方向が同一で円周方向で１８０°離れた２つの位置に給電点Ｑを設定し、２つの給電点から互いに逆位相で給電することによって、ｍが偶数のモードの周波数での放射素子６２の共振を抑制する。この設定により、ｍが偶数のモードの周波数に近い周波数のｎ次の高調波の成分を抑圧する。
【０１８８】
そして、ｍが奇数のモードに対しては、半径方向において、基本モードと異なるモードの電圧分布の値がゼロである位置に給電点Ｑを設定することによって、マッチングロスを発生させ、ｍが奇数のモードの周波数に近い周波数の高調波成分を抑圧する。
【０１８９】
なお、以下の説明では、２次および３次の高調波成分を抑圧する設定を説明する。つまり、ｍが奇数のモードのうち、基本周波数の２倍に近い周波数で共振するモードと、基本周波数の３倍に近い周波数で共振するモードとを考慮する。ｍが奇数のモードのうち、基本波の３倍に近い周波数で共振するモードは、例えば、図１６Ｂにおいて２．８９の値を示す（ｍ，ｎ）＝（１，２）のモード（ＴＭ１２モード）である。そのため、以下では、ＴＭ１２モードの周波数での共振を抑圧する例を説明する。
【０１９０】
図１７は、１次のベッセル関数の一例を示す図である。図１７において、横軸はαの値を示し、縦軸は、Ｊ１（α）の値を示す。１次のベッセル関数において、極値（極大値または極小値）に対応するαの値は、例えば、図１６Ａに含まれる、１次のベッセル関数の導関数を０とする解に相当する。
【０１９１】
図１７において、極値に対応するαのうち、一番小さいα１は、基本モードの解を示し、２番目のα２は、ＴＭ１２モードの解を示す。
【０１９２】
また、図１７において、１次のベッセル関数が０をとるα３は、ＴＭ１２モードの電圧分布における節に対応する。
【０１９３】
半径ａを有する放射素子６２が、ＴＭ１２モードの周波数で共振する場合、半径方向でｒ＝ａの位置（つまり、放射素子６２の外縁）が、ＴＭ１２モードの解α２に対応する。そして、ＴＭ１２モードの電圧分布における節の位置（半径方向の位置）は、ＴＭ１２モードの解α２と１次のベッセル関数が０をとるα３との比によって得られる。
【０１９４】
例えば、図１７に示すように、ＴＭ１２モードの解が５．３４であり、１次のベッセル関数が０をとるα３が３．８４の場合、半径方向において、（３．８４／５．３４）×ａの位置に節が生じる。
【０１９５】
つまり、ＴＭ１２モードの電圧分布における節は、半径方向において、おおよそ、０．７２ａの位置に相当する。
【０１９６】
図１８は、放射素子６２における基本モードとＴＭ１２モードとの電圧分布の一例を示す図である。
【０１９７】
図１８には、Ｘ軸上の電圧分布の一例と、Ｙ軸上の電圧分布の一例とが示される。図１８におけるＸ軸上の電圧分布とは、φ＝０°またはφ＝１８０°の電圧分布である。φ＝０°の場合、ｃｏｓ（φ）＝１であり、φ＝１８０°の場合、ｃｏｓ（φ）＝−１である。そのため、Ｘ軸上の電圧分布は、Ｘ軸の正方向と負方向との間で正負が反転した分布を示す。図１８におけるＹ軸上の電圧分布とは、φ＝９０°またはφ＝２７０°の電圧分布である。φ＝９０°またはφ＝２７０°の場合、ｃｏｓ（φ）＝０である。そのため、図１８のＹ軸上の電圧分布は、Ｙ軸上の半径方向の位置および動作するモードに依らず０を示す。
【０１９８】
図１８に示すように、ＴＭ１２モードの電圧分布では、半径方向において、ｒ＝０．７２ａの位置に節が生じる。この節の位置に、給電点Ｑが設けられることにより、ＴＭ１２モードの周波数およびＴＭ１２モードの周波数に比較的近い周波数に対してマッチングロスを発生させる。
【０１９９】
以上説明したように、放射素子６２の給電点Ｑは、円周方向において、１８０°離れ、かつ、半径方向において、ＴＭ１２モードの電圧分布における節の位置に２つ設けられる。そして、２つの給電点Ｑから、互いに逆位相の給電を行うことによって、高調波成分を抑圧する。
【０２００】
次に、給電点Ｑの位置と、その特性との関係について説明する。
【０２０１】
図１９Ａは、放射素子６２における給電点Ｑの位置の従来例を示す図である。図１９Ｂは、図１９Ａに示した従来例における反射係数の周波数特性を示す図である。
【０２０２】
図１９Ａには、放射素子３２上に設けられた給電点Ｑの位置が示される。なお、図１９Ａにおける給電点Ｑは、電圧分布を考慮せずに規定した位置に設けられる。
【０２０３】
図１９Ｂにおける、横軸および縦軸は、図５Ｂと同様であるので、説明は省略する。
【０２０４】
図１９Ｂでは、基本周波数と、２次高調波の近傍に相当する周波数と、３次高調波の近傍に相当する周波数とにおいて、反射損失が局所的に小さい値を示す。
【０２０５】
図１６Ｂに示したように、ＴＭ０１モードは、２次高調波の周波数に近い周波数で共振し、ＴＭ１２モードとＴＭ４１モードとは、３次高調波の周波数に近い周波数で共振する。そのため、２次高調波の近傍において局所的に小さい反射損失を示す周波数は、ＴＭ０１モードの周波数に相当する。また、３次高調波の近傍において局所的に小さい反射損失を示す周波数は、ＴＭ１２モードの周波数およびＴＭ４１モードの周波数に相当する。
【０２０６】
図１９Ａでは、給電点Ｑが、電圧分布に基づいて規定される位置に設けられていない。そのため、２次高調波および３次高調波を含む電力が給電点Ｑから供給される場合、放射素子６２は、２次高調波および３次高調波において共振する可能性がある。
【０２０７】
図２０Ａは、放射素子６２における給電点Ｑの位置の第１の例を示す図である。図２０Ｂは、図２０Ａに示した第１の例における反射係数の周波数特性を示す図である。
【０２０８】
図２０Ａには、円周方向において１８０°離れた２つの位置に設けられる給電点Ｑが示される。なお、図２０Ａの２つの給電点Ｑの半径方向の位置（中心から各給電点Ｑまでの距離）は、互いに同じである。ただし、半径方向における給電点Ｑの位置は、電圧分布に基づいて規定されていない。また、２つの給電点Ｑには、それぞれ、互いに１８０度の位相差を設けて給電が行われる。
【０２０９】
図２０Ｂにおける、横軸および縦軸は、図５Ｂと同様であるので、説明は省略する。図２０Ｂでは、基本周波数と、３次高調波の近傍に相当する周波数と、において、反射損失が局所的に小さい値を示す。なお、図２０Ｂに示す周波数特性は、放射素子６２の中心から各給電点Ｑまでの距離を、０．３５ａに設定した例を示す。
【０２１０】
そして、図１９Ｂと図２０Ｂとを比較すると、図２０Ｂに示される２次高調波の近傍に相当する周波数における反射損失の値は、図１９Ｂよりも大きい。つまり、図２０Ｂでは、２次高調波の近傍に相当する周波数が、図１９Ｂよりも抑圧される。また、図２０Ｂに示される３次高調波の近傍に相当する周波数における反射損失の値は、図１９Ｂよりも大きい。つまり、図２０Ｂでは、３次高調波の近傍に相当する周波数が、図１９Ｂよりも抑圧される。
【０２１１】
上述したように、図２０Ａでは、円周方向において１８０°離れた２つの位置に設けられる給電点Ｑに、互いに１８０度の位相差を設けて給電が行われることによって、ｍが偶数のモードの周波数が抑圧される。例えば、図２０Ｂでは、２次高調波の近傍に相当するＴＭ０１モードの周波数、および、３次高調波の近傍に相当するＴＭ４１モードの周波数が抑圧される。
【０２１２】
なお、図１９Ｂに示したように、３次高調波の近傍に相当する周波数には、ＴＭ１２モードの周波数およびＴＭ４１モードの周波数が含まれる。図２０Ａの構成では、ｍが偶数のモードの周波数が抑圧されるが、ｍが奇数のモードの周波数（例えば、ＴＭ１２モードの周波数）が抑圧されないため、３次高調波の近傍に相当する周波数における反射損失は、小さい値を有する。
【０２１３】
図２１Ａは、放射素子６２における給電点Ｑの位置の第２の例を示す図である。図２１Ｂは、図２１Ａに示した第２の例における反射係数の周波数特性を示す図である。
【０２１４】
図２１Ａには、円周方向において１８０°離れた２つの位置に設けられる給電点Ｑが示される。なお、図２１Ａの２つの給電点Ｑの半径方向の位置（中心から各給電点Ｑまでの距離）は、互いに同じである。また、半径方向における給電点Ｑの位置は、電圧分布に基づいて規定される。例えば、図１７および図１８を用いて説明したように、給電点Ｑは、中心から０．７２ａ離れた位置に設けられる。また、２つの給電点Ｑには、それぞれ、互いに１８０度の位相差を設けて給電が行われる。
【０２１５】
図２１Ｂにおける、横軸および縦軸は、図５Ｂと同様であるので、説明は省略する。図２１Ｂでは、基本周波数と、２次高調波と３次高調波の間の周波数において、反射損失が局所的に小さい値を示す。
【０２１６】
そして、図２０Ｂと、図２１Ｂとを比較すると、図２１Ｂに示される３次高調波の近傍に相当する周波数における反射損失の値は、図２０Ｂよりも大きい。つまり、図２１Ｂでは、３次高調波の近傍に相当する周波数が、図２０Ｂよりも抑圧される。
【０２１７】
上述したように、図２１Ａでは、図２０Ａと同様に、円周方向において１８０°離れた２つの位置に設けられる給電点Ｑに、互いに１８０度の位相差を設けて給電が行われることによって、ｍが偶数のモードの周波数が抑圧される。また、図２１Ａでは、半径方向において、ＴＭ１２モードの電圧分布の節に相当する位置に、給電点Ｑが設けられるため、ＴＭ１２モードの周波数が抑圧される。そのため、図２１Ｂにおける、３次高調波の近傍に相当する周波数における抑圧効果が、図２０Ｂよりも高い。
【０２１８】
なお、図２１Ｂでは、２次高調波と３次高調波の間の周波数において反射損失が局所的に小さい値を示す。上述したように、図２１Ａの構成では、ｍが偶数のモードの周波数が抑圧され、ＴＭ１２モードの周波数が抑圧されるため、ｍが奇数のモードのうち、ＴＭ１２モードと異なるモードの周波数が抑圧されない。例えば、図１６Ｂにおいて、抑圧されないモードのうち、２次高調波と３次高調波との間の周波数において共振するモードは、ＴＭ３１モードであるため、図２１Ｂにおいて、２次高調波と３次高調波との間で、反射損失が局所的に小さい値を示す周波数は、ＴＭ３１モードの周波数に相当する。
【０２１９】
ただし、ＴＭ３１モードの周波数は、２次高調波および３次高調波と離れた位置の周波数であり、最も近い２次高調波の反射損失が影響を受けていないため、２次高調波の抑圧に影響を与えない。
【０２２０】
以上、説明したように、本実施の形態の第３の変形例に係るアンテナ装置６０は、基板６１に設けられ、基本波の電力によって励振される放射素子６２と、放射素子６２に設けられた給電点Ｑから電力を供給する給電線路（同軸線路６４）とを備える。そして、給電点Ｑは、放射素子６２における基本波よりも高い周波数（例えば、ｍが偶数のモードおよびＴＭ１２モードの周波数）の電圧分布に基づいて規定される位置に設けられる。
【０２２１】
このような構成により、基本波のアンテナ特性へ影響を与えることを避け、基本波と異なる周波数を抑圧できる。例えば、ｎ次高調波に近い周波数で共振するモードの電圧分布における節の位置に給電点Ｑが設けられることによって、アンテナ装置６０の入力インピーダンスを短絡状態にすることができ、アンテナ装置６０とアンテナ装置６０へ給電を行う回路（例えば、図１における増幅回路２０）との間の、当該ｎ次高調波における結合を疎にすることができる。
【０２２２】
なお、上述した第３の変形例に係るアンテナ装置６０は、図２Ａおよび図２Ｂに示したアンテナ装置３０と同様に、「背面同軸型給電方式」である例を示したが、本開示はこれに限定されない。給電方式は、例えば、図１１Ａおよび図１１Ｂに示したアンテナ装置４０と同様の、「共平面型給電方式」であってもよい。「共平面型給電方式」は、電圧によって給電を行う方式であるので、アンテナ装置６０の例と同様に、電圧分布に基づいて給電点の位置を規定することによって、基本波と異なる周波数を抑圧できる。
【０２２３】
また、給電方式は、例えば、図１２Ａおよび図１２Ｂに示したアンテナ装置５０と同様の、「電磁結合型給電方式」であってもよい。「電磁結合型給電方式」は、電流によって給電を行う方式であるので、電流分布に基づいて給電点の位置が規定されてもよい。
【０２２４】
以下の第４の変形例では、「電磁結合型給電方式」を用いるアンテナ装置において、円形状の放射素子に設けられる給電点Ｑの位置を電流分布に基づいて規定する例を説明する。
【０２２５】
式（１）に示したように、電流分布Ｊ→は、半径方向の成分−Ｈφと円周方向の成分Ｈｒとの和によって表される。
【０２２６】
そして、Ｈφは、ｃｏｓ（ｍφ）の項が乗算された式によって表されるため、半径方向が同一で円周方向に１８０°離れた２つの位置におけるＨφの振幅の極性の関係が、ｍが偶数の場合とｍが奇数の場合とで異なる。また、Ｈｒは、ｓｉｎ（ｍφ）の項が乗算された式によって表されるため、半径方向が同一で円周方向に１８０°離れた２つの位置におけるＨｒの振幅の極性の関係が、ｍが偶数の場合とｍが奇数の場合とで異なる。
【０２２７】
ｍが偶数の場合、半径方向が同一で円周方向に１８０°離れた２つの位置におけるＨφおよびＨｒの極性は、同一である。つまり、ｍが偶数のモードでは、円周方向に１８０°ずれた位置において、ＨφおよびＨｒは同相である（振幅の正負が同じである）。
【０２２８】
ｍが奇数の場合、半径方向が同一で円周方向に１８０°離れた２つの位置におけるＨφおよびＨｒの極性は、互いに異なる。つまり、ｍが奇数のモードは、円周方向に１８０°ずれた位置において、ＨφおよびＨｒは逆位相になる（振幅の正負が反転する）。
【０２２９】
そこで、ｍが偶数のモードに対して、半径方向が同一で円周方向で１８０°離れた２つの位置に給電点Ｑを設定し、２つの給電点から逆位相で給電することによって、ｍが偶数のモードの周波数に近い周波数の高調波成分を抑圧する。
【０２３０】
そして、ｍが奇数のモードに対しては、電流分布の値がゼロである位置（節）に給電点Ｑを設定することによって、マッチングロスを発生させ、ｍが奇数のモードの周波数に近い周波数の高調波成分を抑圧する。
【０２３１】
なお、第４の変形例では、上述した第３の変形例と同様に、ＴＭ１２モードの周波数での共振を抑圧する例を説明する。
【０２３２】
ＴＭ１２モードの場合、電流分布Ｊ→は、式（２）によって表される。
【数２】
2020025240.tif 000004
【０２３３】
電流分布の節は、半径方向の成分−Ｈφの値がゼロをとり、かつ、円周方向の成分Ｈｒの値がゼロをとる位置である。
【０２３４】
ＴＭ１２モードにおいて、Ｈφ＝０を満たす位置とは、Ｊ’１（ｋ１２ｒ）＝０と、ｃｏｓ（φ）＝０との少なくとも一方を満たす位置である。
【０２３５】
また、ＴＭ１２モードにおいて、Ｈｒ＝０を満たす位置とは、Ｊ１（ｋ１２ｒ）＝０と、ｓｉｎ（φ）＝０との少なくとも一方を満たす位置である。
【０２３６】
図１７に示した、１次のベッセル関数の一例を援用してＴＭ１２モードの電流分布の各成分がゼロをとる放射素子６２上の位置について説明する。図１７において、Ｊ’１（ｋ１２ｒ）＝０は、α１およびα２に対応し、Ｊ１（ｋ１２ｒ）＝０は、α３に対応する。
【０２３７】
半径ａを有する放射素子６２が、ＴＭ１２モードの周波数で共振する場合、半径方向でｒ＝ａの位置（つまり、放射素子６２の外縁）が、α２に対応する。また、ＴＭ１２モードでは、半径方向でｒ＝ａの位置がα２に対応することから、放射素子６２において、α１に対応する位置は、α２との比によって得られる。例えば、図１７に示したように、α１＝１．８５およびα２＝５．３４の場合、放射素子６２においてα１に対応する位置は、半径方向において、おおよそ、（１．８５／５．３４）×ａ＝０．３５ａの位置に相当する。
【０２３８】
また、ｃｏｓ（φ）＝０を満たす位置は、円周方向でＸ軸に対して９０°または２７０°を成す位置に相当する。
【０２３９】
つまり、ＴＭ１２モードにおいて、半径方向の成分−Ｈφがゼロをとる位置は、半径方向でｒ＝ａの位置、半径方向でｒ＝０．３５ａの位置、および、円周方向でＸ軸に対して９０°または２７０°を成す位置の少なくともいずれかに相当する。
【０２４０】
Ｊ１（ｋ１２ｒ）＝０を満たす位置は、ＴＭ１２モードの解であるα２とＪ１（ｋ１２ｒ）＝０の解であるα３との比によって得られる。例えば、α２＝５．３４およびα３＝３．８４の場合、Ｊ１（ｋ１２ｒ）＝０を満たす位置は、半径方向において、おおよそ、（３．８４／５．３４）×ａ＝０．７２ａの位置に相当する。
【０２４１】
また、ｓｉｎ（φ）＝０を満たす位置は、円周方向でＸ軸に対して０°または１８０°を成す位置に相当する。
【０２４２】
つまり、ＴＭ１２モードにおいて、円周方向の成分Ｈｒがゼロをとる位置は、半径方向でｒ＝０．７２ａの位置、および、円周方向でＸ軸に対して０°または１８０°を成す位置に相当する。
【０２４３】
上述した、電流分布の各成分がゼロをとる位置を放射素子６２上に示し、電流分布の節について説明する。
【０２４４】
図２２は、放射素子６２におけるＴＭ１２モードの電流分布の節の一例を示す図である。図２２において、破線は、ＴＭ１２モードの電流分布の半径方向の成分（ｒ成分）がゼロの位置を示し、一点鎖線は、ＴＭ１２モードの電流分布の円周方向の成分（φ成分）がゼロの位置を示す。
【０２４５】
図２２において、破線と一点鎖線の交点を示す点ｐ０〜ｐ６の７つの点が、ＴＭ１２モードの電流分布の節に相当する位置を示す。例えば、給電点Ｑが点ｐ０〜ｐ６のうち、いずれか１つに設けられてよい。
【０２４６】
ただし、図２２の点ｐ０〜ｐ６には、基本モードの電流分布の節が含まれる場合があるため、基本モードの電流分布の節を避けた位置に給電点Ｑが設けられる。
【０２４７】
基本モードにおいて、半径方向の成分−Ｈφがゼロをとる位置は、半径方向でｒ＝ａの位置、および、円周方向でＸ軸に対して９０°または２７０°を成す位置の少なくともいずれかに相当する。
【０２４８】
また、基本モードにおいて、円周方向の成分Ｈｒがゼロをとる位置は、円周方向でＸ軸に対して０°または１８０°を成す位置に相当する。
【０２４９】
図２３は、放射素子６２における基本モードの電流分布の節の一例を示す図である。図２３において、破線は、基本モードの電流分布の半径方向の成分がゼロの位置を示し、一点鎖線は、基本モードの電流分布の円周方向の成分がゼロの位置を示す。
【０２５０】
図２３において、破線と一点鎖線の交点を示す点ｐ７〜ｐ９の３つの点が、基本モードの電流分布の節に相当する位置を示す。放射素子６２に対して、基本モードの周波数の電力が電流により給電される場合、少なくとも点ｐ７〜ｐ９と異なる位置に給電点Ｑが設けられる。
【０２５１】
図２２に示した、ＴＭ１２モードの電流分布の節と、図２３に示した、基本モードの電流分布の節とに基づいて、給電点Ｑが設けられる。
【０２５２】
図２４は、給電点Ｑの一例を示す図である。図２４には、図２２に示した点ｐ０〜ｐ６が、図２３に重畳して示される。図２４に示す破線は、基本モードの電流分布の半径方向の成分がゼロの位置を示し、図２４に示す一点鎖線は、基本モードの電流分布の円周方向の成分がゼロの位置を示す。
【０２５３】
点ｐ０は、点ｐ７と同じ位置を示す。つまり、点ｐ０は、ＴＭ１２モードの電流分布の節であり、かつ、基本モードの電流分布の節である。基本モードの電流分布の節であるため、基本モードの周波数の電流による給電が行えない。また、点ｐ０は、放射素子６２の中心であるため、円周方向に１８０°離れた点が存在しない。そのため、点ｐ０には給電点Ｑは設けられない。
【０２５４】
点ｐ５および点ｐ６は、それぞれ、点ｐ８および点ｐ９と同じ位置を示す。つまり、点ｐ５および点ｐ６は、ＴＭ１２モードの電流分布の節であり、かつ、基本モードの電流分布の節である。そのため、点ｐ５および点ｐ６には給電点Ｑは設けられない。
【０２５５】
点ｐ１および点ｐ２は、ＴＭ１２モードの電流分布の節であり、かつ、基本モードの電流分布の節ではない。また、点ｐ１および点ｐ２は、互いに、円周方向において１８０°離れた位置を示す。そのため、点ｐ１および点ｐ２に給電点Ｑを設け、互いに位相が１８０°異なる給電を行ってよい。
【０２５６】
ただし、点ｐ１および点ｐ２は、図２４において一点鎖線を用いて示すように、基本モードの電流分布の円周方向の成分がゼロをとる位置を示す。そのため、点ｐ１および点ｐ２に給電点Ｑを設ける場合、電流が半径方向で給電されるような構成を採る。
【０２５７】
また、点ｐ３および点ｐ４は、ＴＭ１２モードの電流分布の節であり、かつ、基本モードの電流分布の節ではない。また、点ｐ３および点ｐ４は、互いに、円周方向において１８０°離れた位置を示す。そのため、点ｐ３および点ｐ４に給電点Ｑを設け、互いに位相が１８０°異なる給電を行ってよい。
【０２５８】
ただし、点ｐ３および点ｐ４は、図２４において破線を用いて示すように、基本モードの電流分布の半径方向の成分がゼロをとる位置を示す。そのため、点ｐ３および点ｐ４に給電点Ｑを設ける場合、電流が円周方向で給電されるような構成を採る。
【０２５９】
以下では、それぞれ、点ｐ１および点ｐ２に給電点Ｑを設ける場合の構成例と、点ｐ３および点ｐ４に給電点Ｑを設ける場合の構成例とを説明する。
【０２６０】
図２５Ａおよび図２５Ｂは、本実施の形態の第４の変形例に係るアンテナ装置７０の構成の第１の例を示す図である。図２５Ａおよび図２５Ｂに示すアンテナ装置７０は、図２４に示した点ｐ１および点ｐ２に給電点Ｑを設ける構成を有する。図２５Ａは、アンテナ装置７０の上面（Ｚ軸の正方向）から見た図を示し、図２５Ｂは、アンテナ装置７０をＡ１−Ａ２に沿って切断した断面図を示す。
【０２６１】
図２５Ａおよび図２５Ｂに示すアンテナ装置７０は、基板６１と、放射素子６２と、グランド導体板６３と、マイクロストリップ線路６６と、を有する。
【０２６２】
基板６１は、複数の誘電体の層を有する。基板６１の第１の面６１ｓには、放射素子６２が設けられ、第２の面６１ｔには、グランド導体板６３が設けられ、第３の面６１ｕには、マイクロストリップ線路６６が設けられる。
【０２６３】
第２の面６１ｔに設けられるグランド導体板６３には、放射素子６２とマイクロストリップ線路６６との間に、スロット６７が形成される。スロット６７は、長手方向が円周方向に沿った切り欠き部分に相当する。
【０２６４】
マイクロストリップ線路６６は、半径方向に沿って設けられ、放射素子６２に給電を行う線路である。マイクロストリップ線路６６は、スロット６７を介して、放射素子６２と電磁結合することによって、点ｐ１および点ｐ２によって示される給電点Ｑへ給電を行う。アンテナ装置７０では、図２５Ａに示すように、上面（Ｚ軸の正方向）から見て、マイクロストリップ線路６６と、スロット６７とが重なる放射素子６２上の領域に給電点Ｑが設けられる。
【０２６５】
図２５Ａおよび図２５Ｂに示すアンテナ装置７０の構成によって、点ｐ１および点ｐ２によって示される給電点Ｑから、互いに位相が１８０°異なる電流が、半径方向で給電される。
【０２６６】
図２６Ａおよび図２６Ｂは、本実施の形態の第４の変形例に係るアンテナ装置８０の構成の第２の例を示す図である。図２６Ａおよび図２６Ｂは、図２４に示した点ｐ３および点ｐ４に給電点Ｑを設けるアンテナ装置８０の構成の一例を示す図である。図２６Ａは、アンテナ装置８０の上面（Ｚ軸の正方向）から見た図を示し、図２６Ｂは、アンテナ装置８０をＡ１−Ａ２に沿って切断した断面図を示す。
【０２６７】
図２６Ａおよび図２６Ｂに示すアンテナ装置８０において、図２５Ａおよび図２５Ｂに示したアンテナ装置７０と同様の構成については同一の符番を付し、説明を省略する。アンテナ装置８０は、アンテナ装置７０と給電点Ｑの位置が異なり、スロット６７とマイクロストリップ線路６６の延びる方向が異なる。
【０２６８】
例えば、アンテナ装置８０において、スロット６７は、長手方向が半径方向に沿って設けられる。そして、アンテナ装置８０において、マイクロストリップ線路６６は、円周方向に沿って設けられる。
【０２６９】
マイクロストリップ線路６６は、スロット６７を介して、放射素子６２と電磁結合することによって、点ｐ３および点ｐ４によって示される給電点Ｑへ給電を行う。アンテナ装置６０では、図２６Ａに示すように、上面（Ｚ軸の正方向）から見て、マイクロストリップ線路６６と、スロット６７とが重なる放射素子６２上の領域に給電点Ｑが設けられる。
【０２７０】
図２６Ａおよび図２６Ｂに示す構成によって、点ｐ３および点ｐ４によって示される給電点Ｑから、互いに位相が１８０°異なる電流が、円周方向に沿った方向で給電される。
【０２７１】
このように、電流分布に基づいて給電点Ｑの位置が規定されることによって、アンテナ装置７０および８０における入力電力を制御できる。
【０２７２】
また、電流分布は、電圧分布と同様に、周波数によって異なるため、特定の周波数の電流分布に基づいて給電点Ｑの位置が規定されることによって、特定の周波数に対する入力電力を制御できる。
【０２７３】
以上、説明したように、電流により電力が供給されるアンテナ装置７０および８０は、基板６１に設けられ、基本波の電力によって励振される放射素子６２と、放射素子６２に設けられた給電点Ｑから電力を供給する給電線路（マイクロストリップ線路６６）とを備える。そして、給電点Ｑは、放射素子６２における基本波よりも高い周波数（例えば、ｍが偶数のモードの周波数およびＴＭ１２モードの周波数）の電圧分布に基づいて規定される位置に設けられる。
【０２７４】
このような構成により、基本波のアンテナ特性へ影響を与えることを避け、基本波と異なる周波数を抑圧できる。例えば、ｎ次高調波に近い周波数で共振するモードの電流分布における節の位置に給電点Ｑが設けられることによって、ｎ次高調波の給電効率を低下させることができ、ｎ次高調波の入力電力を抑圧できる。
【０２７５】
なお、上述した第３の変形例および第４の変形例では、ｍが偶数のモードの周波数の抑圧において、円周方向に１８０°離れた２つの給電点から、位相が互いに１８０°異なる電力を給電する例を説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、ｍが偶数のモードの電圧分布（または電流分布）の節の位置に給電点を設けて、ｍが偶数のモードの周波数を抑圧してもよい。
【０２７６】
なお、上述した実施の形態では、送信機に用いられるアンテナ装置について例を挙げて説明したが、本開示はこれに限定されない。本開示のアンテナ装置は、受信機に用いられてもよいし、送信機および受信機に共用されてもよい。
【０２７７】
また、上記実施の形態の説明に用いた「・・・部」という表記は、「・・・回路（circuitry）」、「・・・デバイス」、「・・・ユニット」、又は、「・・・モジュール」といった他の表記に置換されてもよい。
【０２７８】
また、上記実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。集積回路は、上記実施の形態の説明に用いた各機能ブロックを制御し、入力と出力を備えてもよい。これらは個別に１チップ化されてもよいし、各機能ブロックの一部又は全てを含むように１チップ化されてもよい。ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。
【０２７９】
また、集積回路化の手法にはＬＳＩに限らず、専用回路または汎用プロセッサを用いて実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、又は、ＬＳＩ内部の回路セルの接続、設定が再構成可能なリコンフィグラブル・プロセッサーを利用してもよい。
【０２８０】
更には、半導体技術の進歩または派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、別技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適用等が可能性としてあり得る。
【０２８１】
なお、本開示は、アンテナ装置において実行される制御方法として表現することが可能である。また、本開示は、かかる制御方法をコンピュータにより動作させるためのプログラムとして表現することも可能である。更に、本開示は、かかるプログラムをコンピュータによる読み取りが可能な状態で記録した記録媒体として表現することも可能である。すなわち、本開示は、装置、方法、プログラム、記録媒体のうち、いずれのカテゴリーにおいても表現可能である。
【０２８２】
以上、図面を参照しながら各種の実施の形態について説明したが、本開示はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。また、開示の趣旨を逸脱しない範囲において、上記実施の形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。
【０２８３】
以上、本開示の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、請求の範囲を限定するものではない。請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
【０２８４】
本開示におけるアンテナ装置は、基板に設けられ、所定の周波数の電力によって励振される放射素子と、前記放射素子に設けられた少なくとも１つの給電点から電力を供給する給電線路と、を備え、前記給電点は、前記放射素子における前記所定の周波数よりも高い周波数の電圧分布に基づいて規定される位置に設けられる。
【０２８５】
本開示のアンテナ装置において、前記放射素子は、一辺が前記所定の周波数に対応する波長の１／２の長さを有する方形状である。
【０２８６】
本開示のアンテナ装置において、前記給電点は、前記放射素子の対角線上に設けられる。
【０２８７】
本開示のアンテナ装置において、前記給電線路が、電圧により前記放射素子に電力を供給する場合、前記給電点は、前記放射素子の第１辺に沿った方向の第１の電圧分布における電圧値がゼロを有する前記放射素子上の点、および、前記第１辺に直交する方向の第２の電圧分布における、電圧値がゼロを有する前記放射素子上の点、の少なくとも１つに基づいて規定される位置に設けられる。
【０２８８】
本開示のアンテナ装置において、前記所定の周波数よりも高い周波数は、前記所定の周波数の２次高調波および３次高調波を含み、前記給電点は、前記２次高調波の前記第１の電圧分布における電圧値がゼロを有する前記放射素子上の第１の点、前記２次高調波の前記第２の電圧分布における電圧値がゼロを有する前記放射素子上の第２の点、前記３次高調波の前記第１の電圧分布における電圧値がゼロを有する前記放射素子上の第３の点、前記３次高調波の前記第２の電圧分布における電圧値がゼロを有する前記放射素子上の第４の点によって定められる範囲に設けられる。
【０２８９】
本開示のアンテナ装置において、前記給電点は、前記第１の点よりも前記第３の点に近い位置、および、前記第２の点よりも前記第４の点に近い位置のいずれかに設けられる。
【０２９０】
本開示のアンテナ装置において、２つの前記給電点は、前記放射素子の中心を通り、前記放射素子の一辺に沿った直線に対して線対称に設けられ、前記２つの給電点から、位相が互いに１８０度異なる電力が供給される。
【０２９１】
本開示のアンテナ装置において、前記給電線路が、電流により前記放射素子に電力を供給する場合、前記給電点は、前記放射素子の第１辺に沿った方向の第１の電圧分布における電圧値が極値を有する前記放射素子上の点、および、前記第１辺に直交する方向の第２の電圧分布における電圧値が極値を有する前記放射素子上の点、の少なくとも１つに基づいて規定される位置に設けられる。
【０２９２】
本開示のアンテナ装置において、前記所定の周波数よりも高い周波数は、前記所定の周波数の２次高調波および３次高調波を含み、前記給電点は、前記２次高調波の前記第１の電圧分布における電圧値が極値を有する前記放射素子上の第１の点、前記２次高調波の前記第２の電圧分布における電圧値が極値を有する前記放射素子上の第２の点、前記３次高調波の前記第１の電圧分布における電圧値が極値を有する前記放射素子上の第３の点、および、前記３次高調波の前記第２の電圧分布における電圧値が極値を有する前記放射素子上の第４の点の少なくとも１つの点に設けられる。
【０２９３】
本開示のアンテナ装置において、２つの前記給電点は、前記放射素子の中心を通り、前記放射素子の一辺に沿った直線に対して線対称に設けられ、前記２つの給電点から、位相が互いに同一の電力が供給される。
【０２９４】
本開示のアンテナ装置において、前記放射素子は、半径が前記所定の周波数に対応する波長に基づいて規定される円形状である。
【０２９５】
本開示のアンテナ装置において、前記給電線路が、電圧により前記放射素子に電力を供給する場合、２つの前記給電点は、前記放射素子の中心を基準に円周方向に１８０°離れた２つの位置に設けられ、前記給電点と前記中心との距離は、前記所定の周波数よりも高い周波数の電圧分布における電圧値がゼロを有する点に基づいて規定され、前記２つの給電点から、位相が互いに１８０度異なる電力が供給される。
【０２９６】
本開示のアンテナ装置において、前記電圧分布は、前記所定の周波数のｎ倍（ｎは２以上の整数）に近い周波数で共振するモードの電圧分布である。
【０２９７】
本開示のアンテナ装置において、前記給電線路が、電流により前記放射素子に電力を供給する場合、２つの前記給電点は、前記放射素子の中心を基準に円周方向に１８０°離れた２つの位置に設けられ、前記給電点と前記中心との距離は、前記所定の周波数よりも高い周波数の電圧分布に対応する電流分布における電流値がゼロを有する点に基づいて規定され、前記２つの給電点から、位相が互いに１８０度異なる電力が供給される。
【０２９８】
本開示のアンテナ装置において、前記電流分布は、前記所定の周波数のｎ倍（ｎは２以上の整数）に近い周波数で共振するモードの電流分布である。
【産業上の利用可能性】
【０２９９】
本開示に係るアンテナ装置は、電磁波の送受信用により好適である。
【符号の説明】
【０３００】
１  送信機
１０  発振器
２０  増幅回路
３０、４０、５０、６０、７０、８０  アンテナ装置
３１、６１  基板
３１ｓ、６１ｓ  第１の面
３１ｔ、６１ｔ  第２の面
３１ｕ、６１ｕ  第３の面
３２、６２  放射素子
３３、６３  グランド導体板
３４、６４  同軸線路
３５、３６、６６  マイクロストリップ線路
３７、６７  スロット
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１４Ｃ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１５Ｃ】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５Ａ】
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【図２５Ｂ】
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【図２６Ａ】
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【図２６Ｂ】
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