(57)【要約】【課題】放射素子の曲げ変形を抑えることによって放射素子の放射特性を安定させ、アンテナの帯域を広域化する、【解決手段】アンテナは、積層された複数の誘電体層を有する誘電体積層体と、前記誘電体積層体の一方の表面に接合された誘電体基板と、前記誘電体積層体の両表面及び各層間のうち何れかの異なる箇所にそれぞれ形成された放射素子パターン層、地導体層及び導体パターン層と、を備える。前記放射素子パターン層、前記地導体層及び前記導体パターン層が、前記誘電体基板側から反対側に向かって前記放射素子パターン層、前記地導体層、前記導体パターン層の順で形成されている。前記放射素子パターン層が１以上の放射素子を有する。前記導体パターン層が前記放射素子に給電する給電線路を有する。前記誘電体積層体がフレキシブルである。前記誘電体基板がリジッドである。【選択図】図３
2020178246.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
積層された複数の誘電体層を有する誘電体積層体と、
前記誘電体積層体の一方の表面に接合された誘電体基板と、
前記誘電体積層体の両表面及び各層間のうち何れかの異なる箇所にそれぞれ形成された放射素子パターン層、地導体層及び導体パターン層と、を備え、
前記放射素子パターン層、前記地導体層及び前記導体パターン層が、前記誘電体基板側から反対側に向かって前記放射素子パターン層、前記地導体層、前記導体パターン層の順で形成され、
前記放射素子パターン層が１以上の放射素子を有し、前記導体パターン層が前記放射素子に給電する給電線路を有し、前記誘電体積層体がフレキシブルであり、前記誘電体基板がリジッドである
アンテナ。
【請求項２】
前記誘電体基板と前記放射素子パターン層との間における前記誘電体積層体の表面又は層間に形成された無給電素子パターン層を更に備え、
前記無給電素子パターン層が前記放射素子に対向する位置の少なくとも１つに無給電素子を有する
請求項１に記載のアンテナ。
【請求項３】
前記無給電素子の中心部が平面視で前記放射素子の中心部と重なり、前記無給電素子の偏波方向の長さが前記放射素子の偏波方向の長さよりも短い
請求項２に記載のアンテナ。
【請求項４】
前記無給電素子の偏波方向の長さが前記放射素子の偏波方向の長さの７０〜９５％である
請求項３に記載のアンテナ。
【請求項５】
前記誘電体積層体と前記誘電体基板を接着する誘電体の接着層を更に備え、
前記無給電素子が前記接着層における前記誘電体積層体の表面に形成され、前記接着層が前記無給電素子よりも厚く、前記誘電体基板よりも薄い
請求項２から４の何れか一項に記載のアンテナ。
【請求項６】
前記放射素子パターン層と前記地導体層との間における前記誘電体積層体の層間に形成された無給電素子パターン層を更に備え、
前記無給電素子パターン層が前記放射素子に対向する位置の少なくとも１つに無給電素子を有する
請求項１に記載のアンテナ。
【請求項７】
前記無給電素子の中心部が平面視で前記放射素子の中心部と重なり、前記放射素子の偏波方向の長さが前記無給電素子の偏波方向の長さよりも短い
請求項６に記載のアンテナ。
【請求項８】
前記誘電体積層体と前記誘電体基板とを接着する誘電体の接着層を更に備え、
前記放射素子が前記接着層における前記誘電体積層体の表面に形成され、前記接着層が前記放射素子よりも厚く、前記誘電体基板よりも薄い
請求項６又は７に記載のアンテナ。
【請求項９】
前記誘電体基板の厚さが３００〜７００μｍである
請求項１から８の何れか一項に記載のアンテナ。
【請求項１０】
前記誘電体積層体の厚さは３００μｍ以下である
請求項１から９の何れか一項に記載のアンテナ。
【請求項１１】
前記放射素子が４体又は６体又は８体間隔を置いて一直線状に配列されるとともに、直列接続され、
前記給電線路が前記放射素子の列の中央に給電する
請求項１から１０の何れか一項に記載のアンテナ。
【請求項１２】
前記放射素子の列が２列、一直線状になるように配置され、一方の前記放射素子の列が他方の前記放射素子の列の線対称若しくは点対称な形状、又は他方の前記放射素子の列を平行移動させた形状を有する
請求項１１に記載のアンテナ。
【請求項１３】
前記放射素子の列がその列の方向の直交方向に所定ピッチで複数列配列されており、前記放射素子の列の同じ順にある放射素子が前記直交方向に一列に配列されている
請求項１１又は１２に記載のアンテナ。
【請求項１４】
前記所定ピッチが使用する最も高い周波数の波長の０．４〜０．６倍である
請求項１３に記載のアンテナ。
【請求項１５】
前記放射素子の列がその列方向の直交方向に前記所定ピッチで複数列配列されている集団が複数設けられ、何れの集団の前記放射素子の列の列方向が互いに平行である
請求項１３又は１４に記載のアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、無線による通信容量が急激に大容量化することに伴って、伝送信号の使用周波数の広帯域化及び高周波化が急速に進んでいる。これにより、使用周波数は、周波数が０．３〜３０ＧＨｚのマイクロ波から、３０〜３００ＧＨｚのミリ波帯まで拡大されつつある。６０ＧＨｚ帯では、大気中の伝送信号の減衰が大きいものの、次のような利点がある。１つ目の利点として、通信データが漏洩しにくい。２つめの利点として、通信セルサイズを小さくして、通信セルを多数配置することができる。３つめの利点として、通信帯域が広帯域であり、これにより大容量の通信を行える。これらの利点から、６０ＧＨｚ帯は注目を浴びている。しかし、伝送信号の減衰が大きいため、指向性及び利得が高く、帯域の広いアンテナが求められている。特に、複数の放射素子を短いピッチで配列したアレイアンテナの研究が盛んに行われている。
【０００３】
特許文献１には、誘電体層が地導体層に接合され、複数の放射素子及びマイクロストリップ給電線路が形成され、空間インピーダンス変換用誘電体層が放射素子及びマイクロストリップ給電線路を被覆したアンテナが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２９７２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
マイクロストリップ給電線路によって信号波を伝送するには、波長に対して十分に誘電体層を薄くする必要がある。薄い誘電体層はフレキシブルであるため、曲げ変形に伴って、放射素子にも曲げ変形が生じ、放射素子の放射特性が変化してしまう。また、誘電体層が薄いと、アンテナの帯域が狭くなってしまう。
【０００６】
そこで、本発明は上記事情に鑑みてなされたものである。本発明の目的は、放射素子の曲げ変形を抑えることによって放射素子の放射特性を安定させることと、アンテナの帯域を広域化することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための主たる発明は、積層された複数の誘電体層を有する誘電体積層体と、前記誘電体積層体の一方の表面に接合された誘電体基板と、前記誘電体積層体の両表面及び各層間のうち何れかの異なる箇所にそれぞれ形成された放射素子パターン層、地導体層及び導体パターン層と、を備え、前記放射素子パターン層、前記地導体層及び前記導体パターン層が、前記誘電体基板側から反対側に向かって前記放射素子パターン層、前記地導体層、前記導体パターン層の順で形成され、前記放射素子パターン層が１以上の放射素子を有し、前記導体パターン層が前記放射素子に給電する給電線路を有し、前記誘電体積層体がフレキシブルであり、前記誘電体基板がリジッドであるアンテナである。
【０００８】
本発明の他の特徴については、後述する明細書及び図面の記載により明らかにする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、放射素子の曲げ変形を抑えることができ、放射素子の放射特性が安定して、変化しにくい。
誘電体積層体の各誘電体層を薄くして、給電線路及び放射素子における放射損失を抑え、線幅を細くし高密度配線をすることができる。一方、放射素子の上に誘電体基板を配置することでアンテナの帯域が狭くなることを抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施形態のアンテナの断面図である。
【図２】第２実施形態のアンテナの平面図である。
【図３】図２において切断箇所をIII−IIIにより表した断面図である。
【図４】第２実施形態のアンテナの利得についてのシミュレーション結果を示したグラフである。
【図５】第２実施形態のアンテナの利得についてのシミュレーション結果を示したグラフである。
【図６】第２実施形態の第１変形例のアンテナの平面図である。
【図７】第２実施形態の第２変形例のアンテナの平面図である。
【図８】第２実施形態の第３変形例のアンテナの平面図である。
【図９】第２実施形態の第４変形例のアンテナの平面図である。
【図１０】第２実施形態の第５変形例のアンテナの平面図である。
【図１１】第２実施形態の第６変形例のアンテナの平面図である。
【図１２】第３実施形態のアンテナの平面図である。
【図１３】図１２において切断箇所をXI−XIにより表した断面図である。
【図１４】第３実施形態の第１変形例のアンテナの平面図である。
【図１５】第３実施形態の第２変形例のアンテナの平面図である。
【図１６】第３実施形態の第３変形例のアンテナの平面図である。
【図１７】第３実施形態の第４変形例のアンテナの平面図である。
【図１８】第３実施形態の第５変形例のアンテナの平面図である。
【図１９】第３実施形態の第６変形例のアンテナの平面図である。
【図２０】第２実施形態のアンテナの反射係数についてのシミュレーション結果を示したグラフである。
【図２１】第２実施形態のアンテナの利得についてのシミュレーション結果を示したグラフである。
【図２２】第２実施形態のアンテナの利得についてのシミュレーション結果を示したグラフである。
【図２３】第２実施形態のアンテナの反射係数についてのシミュレーション結果を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
後述する明細書及び図面の記載から、少なくとも以下の事項が明らかとなる。
【００１２】
積層された複数の誘電体層を有する誘電体積層体と、前記誘電体積層体の一方の表面に接合された誘電体基板と、前記誘電体積層体の両表面及び各層間のうち何れかの異なる箇所にそれぞれ形成された放射素子パターン層、地導体層及び導体パターン層と、を備え、前記放射素子パターン層、前記地導体層及び前記導体パターン層が、前記誘電体基板側から反対側に向かって前記放射素子パターン層、前記地導体層、前記導体パターン層の順で形成され、前記放射素子パターン層が１以上の放射素子を有し、前記導体パターン層が前記放射素子に給電する給電線路を有し、前記誘電体積層体がフレキシブルであり、前記誘電体基板がリジッドであるアンテナが明らかとなる。
【００１３】
以上のように、誘電体積層体がフレキシブルであっても、誘電体基板がリジッドであるので、放射素子の曲げ変形を抑えることができる。それゆえ、放射素子の放射特性が安定して、変化しにくい。
また、誘電体基板がリジッドであるので、誘電体積層体及びその各誘電体層を薄くすることができる。導体パターン層と地導体層との間の層を薄くすることにより、給電線路における信号波の放射損失を抑えることができる。放射素子の上の誘電体基板によりアンテナのクオリティファクタが低く、帯域が広い。地導体層と放射素子パターン層との間の層が薄くても、アンテナの帯域が狭くなることを抑えられる。
【００１４】
前記アンテナが、前記誘電体基板と前記放射素子パターン層との間における前記誘電体積層体の表面又は層間に形成された無給電素子パターン層を更に備え、
前記無給電素子パターン層が前記放射素子に対向する位置の少なくとも１つに無給電素子を有する。好ましくは、前記無給電素子の中心部が平面視で前記放射素子の中心部と重なり、前記無給電素子の偏波方向の長さが前記放射素子の偏波方向の長さよりも短く、更に好ましくは、前記無給電素子の偏波方向の長さが前記放射素子の偏波方向の長さの７０〜９５％である。
【００１５】
これにより、無給電素子が放射素子に対向するため、アンテナが広帯域化する。
【００１６】
前記アンテナが、前記誘電体積層体と前記誘電体基板を接着する誘電体の接着層を更に備え、前記無給電素子が前記接着層における前記誘電体積層体の表面に形成され、前記接着層が前記無給電素子よりも厚く、前記誘電体基板よりも薄い。
【００１７】
これにより、接着層と誘電体積層体の接合界面における無給電素子の周囲にボイドが発生しにくい。また、接着層は、誘電体基板と比較して、放射素子及び無給電素子の放射特性に大きく影響を及ぼさない。
【００１８】
前記アンテナが、前記放射素子パターン層と前記地導体層との間における前記誘電体積層体の層間に形成された無給電素子パターン層を更に備え、前記無給電素子パターン層が前記放射素子に対向する位置の少なくとも１つに無給電素子を有する。好ましくは、前記無給電素子の中心部が平面視で前記放射素子の中心部と重なり、前記放射素子の偏波方向の長さが前記無給電素子の偏波方向の長さよりも短い。
【００１９】
これにより、無給電素子が放射素子に対向するため、アンテナが広帯域化する。
【００２０】
前記アンテナが、前記誘電体積層体と前記誘電体基板とを接着する誘電体の接着層を更に備え、前記放射素子が前記接着層における前記誘電体積層体の表面に形成され、前記接着層が前記放射素子よりも厚く、前記誘電体基板よりも薄い。
【００２１】
これにより、接着層と誘電体積層体の接合界面における放射素子の周囲にボイドが発生しにくい。また、接着層は、誘電体基板と比較して、放射素子及び無給電素子の放射特性に大きく影響を及ぼさない。
【００２２】
前記誘電体基板の厚さが３００〜７００μｍである。
これにより、誘電体基板の表面の法線方向への指向性が高く、法線方向への利得が高い。
【００２３】
前記誘電体積層体の厚さは３００μｍ以下である。
【００２４】
前記放射素子が４体又は６体又は８体間隔を置いて一直線状に配列されるとともに、直列接続され、前記給電線路が前記放射素子の列の中央に給電する。
これにより、アンテナの利得向上を実現できる。
【００２５】
前記放射素子の列が２列、一直線状になるように配置され、一方の前記放射素子の列が他方の前記放射素子の列の線対称若しくは点対称な形状、又は他方の前記放射素子の列を平行移動させた形状を有する。
これにより、アンテナの利得向上を実現できる。
【００２６】
前記放射素子の列がその列の方向の直交方向に所定ピッチで複数列配列されており、前記放射素子の列の同じ順にある放射素子が前記直交方向に一列に配列されている。
これにより、アンテナの利得向上を実現できる。
【００２７】
前記所定ピッチが使用する最も高い周波数の波長の０．４〜０．６倍である。
【００２８】
前記放射素子の列がその列方向の直交方向に前記所定ピッチで複数列配列されている集団が複数設けられ、何れの集団の前記放射素子の列の列方向が互いに平行である。
【００２９】
＝＝＝実施の形態＝＝＝
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。
【００３０】
＜第１の実施の形態＞
図１は第１実施形態のアンテナ１の断面図である。このアンテナ１は、マイクロ波又はミリ波の周波数帯の電波の送信若しくは受信又はこれらの両方に利用される。
【００３１】
順に保護誘電体層１１、誘電体層１２、誘電体層１３、誘電体層１４、誘電体層１５及び誘電体層１６が積層されて、これらの誘電体層１１〜１６からなる誘電体積層体１０が構成されている。何れの誘電体層１１〜１６もフレキシブルであり、誘電体積層体１０もフレキシブルである。
【００３２】
誘電体積層体１０と誘電体基板３１との間には、より具体的には誘電体層１６と誘電体基板３１との間には、誘電体の接着材からなる接着層１９が挟まれている。誘電体層１６と誘電体基板３１は接着層１９によって互いに接合されている。なお、接着層１９が設けられず、誘電体層１６と誘電体基板３１が直接接合されていてもよい。
【００３３】
誘電体基板３１は繊維強化樹脂からなり、より具体的にはガラス繊維強化エポキシ樹脂、ガラス布基材エポキシ樹脂又はガラス布基材ポリフェニレン・エーテル樹脂等からなる。誘電体基板３１はリジッドである。
【００３４】
誘電体層１２、誘電体層１４及び誘電体層１６は液晶ポリマーからなる。誘電体層１３は接着材からなり、誘電体層１２と誘電体層１４はこれらの間に挟まれた誘電体層１３によって互いに接合されている。誘電体層１５は接着材からなり、誘電体層１４と誘電体層１６はこれらの間に挟まれた誘電体層１５によって互いに接合されている。保護誘電体層１１は誘電体層１２に関して誘電体層１３の反対側となる誘電体層１２の表面に形成されている。
【００３５】
保護誘電体層１１と誘電体層１２との間の層間には、導体パターン層２１が形成されている。保護誘電体層１１は導体パターン層２１を被覆するようにして誘電体層１２の表面に形成されている。これにより、導体パターン層２１が保護される。なお、保護誘電体層１１が形成されないことによって、導体パターン層２１が露出していてもよい。
【００３６】
誘電体層１２と誘電体層１３との間の層間には、地導体層２２が形成されている。誘電体層１３が地導体層２２を被覆して地導体層２２に接着されているとともに、地導体層２２の無い部分（例えばホール、スロット、切り欠き等）で誘電体層１２に接着されている。
【００３７】
誘電体層１４と誘電体層１５との間の層間には、放射素子パターン層２３が形成されている。誘電体層１５が放射素子パターン層２３を被覆して放射素子パターン層２３に接着されているとともに、放射素子パターン層２３の無い部分で誘電体層１４に接着されている。
【００３８】
誘電体層１６と接着層１９との間の層間には、無給電素子パターン層２４が形成されている。接着層１９が無給電素子パターン層２４を被覆して無給電素子パターン層２４に接着されているとともに、無給電素子パターン層２４の無い部分で誘電体層１６に接着されている。
【００３９】
なお、図１に示す例では、無給電素子パターン層２４が誘電体積層体１０の表面に形成されている。それに対して、誘電体積層体１０が更に多くの誘電体層の積層体であり、無給電素子パターン層２４が誘電体積層体１０の層間に形成されていてもよい。
【００４０】
導体パターン層２１、地導体層２２及、放射素子パターン層２３及び無給電素子パターン層２４は銅等の導電性金属材料からなる。
放射素子パターン層２３がアディティブ法又はサブトラクティブ法等によって形状加工されており、これにより放射素子パターン層２３にはパッチ型の放射素子２３ａが形成されている。
【００４１】
無給電素子パターン層２４がアディティブ法又はサブトラクティブ法等によって形状加工されており、これにより無給電素子パターン層２４にはパッチ型の無給電素子２４ａが形成されている。平面視で無給電素子２４ａが放射素子２３ａに位置して重なる。つまり、無給電素子２４ａが放射素子２３ａに対向する。ここで、平面視とは、アンテナ１等の対象物をその上又は下から矢印Ａ，Ｂの方向に平行投影的に見ることをいう。矢印Ａ，Ｂの方向は、アンテナ１の積層方向、つまり、保護誘電体層１１、誘電体層１２、誘電体層１３、誘電体層１４、誘電体層１５、誘電体層１６、接着層１９又は誘電体基板３１の表面に対して垂直な方向である。
【００４２】
無給電素子２４ａが放射素子２３ａよりも小さく、平面視で無給電素子２４ａの全体が放射素子２３ａの外形の内側にある。換言すれば、平面視で無給電素子２４ａの中心部は放射素子２３ａの中心部と重なる。仮に無給電素子２４ａが放射素子２３ａよりも大きいと、高周波の場合に放射利得が低下してしまうためである。
【００４３】
無給電素子２４ａと放射素子２３ａはサイズが異なるため、共振周波数も異なる。つまり、アンテナ１は、放射素子２３ａの共振周波数と無給電素子２４ａの共振周波数において利得が極大値をとるような周波数特性となる。よって、アンテナ１の使用帯域が広くなる。
【００４４】
無給電素子２４ａの偏波方向の長さが放射素子２３ａの偏波方向の長さの７０〜９５％が望ましい。無給電素子２４ａの偏波方向の長さが放射素子２３ａの偏波方向の長さの９５％を超えても、アンテナ１の使用帯域が余り広域化しないためである。また、無給電素子２４ａの偏波方向の長さが放射素子２３ａの偏波方向の長さの７０％未満の場合のアンテナ１の使用帯域の広域化は、無給電素子２４ａの偏波方向の長さが放射素子２３ａの偏波方向の長さの７０％の場合のアンテナ１の使用帯域の広域化と同程度であるためである。
特に、無給電素子２４ａの偏波方向の長さが放射素子２３ａの偏波方向の長さの８０〜９５％であると、アンテナ１の使用帯域における反射を抑えやすい。更に、無給電素子２４ａの偏波方向の長さが放射素子２３ａの偏波方向の長さの８５〜９０％であると、アンテナ１の使用帯域における反射を更に抑えやすい。
【００４５】
低周波の場合、無給電素子２４ａは、放射素子２３ａによって送受される所定周波数の電波を共振させることによって、垂線方向への電波の指向性を高める導波器として機能する。
高周波の場合、放射素子２３ａが給電素子として機能し、無給電素子２４ａは放射素子２３ａに対する給電によって所定周波数の電波を共振させて放射する放射素子として機能する。
【００４６】
接着層１９が無給電素子２４ａよりも厚い。そのため、接着層１９と誘電体層１６との間の接合界面における無給電素子２４ａの周囲にボイドが発生しにくい。
【００４７】
接着層１９が誘電体基板３１よりも薄く、特に接着層１９の厚さは誘電体基板３１の厚さの１０分の１以下である。そのため、接着層１９は、誘電体基板３１と比較して、無給電素子２４ａ及び放射素子２３ａの放射特性に大きく影響を及ぼさない。なお、誘電体基板３１の厚さが３００〜７００μｍであり、無給電素子２４ａの厚さが１２μｍ程度であれば、接着層１９の厚さは１５〜５０μｍであることが好ましい。
【００４８】
地導体層２２がアディティブ法又はサブトラクティブ法等によって形状加工されており、これにより地導体層２２にはスロット２２ａが形成されている。平面視でスロット２２ａが放射素子２３ａの中央部に位置して重なる。つまり、スロット２２ａが放射素子２３ａの中央部に対向する。
【００４９】
導体パターン層２１がアディティブ法又はサブトラクティブ法等によって形状加工されており、これにより導体パターン層２１には、給電線路２１ａが形成されている。給電線路２１ａは、ＲＦＩＣ（Radio Frequency Integrated Circuit）の端子からスロット２２ａの対向位置まで配線されたマイクロストリップラインである。給電線路２１ａの一端部がスロット２２ａに対向し、該一端部がスルーホール導体２５によって放射素子２３ａに電気的に接続されている。給電線路２１ａの他端部がＲＦＩＣの端子に接続されている。そのため、ＲＦＩＣから給電線路２１ａ及びスルーホール導体２５を介して放射素子２３ａに給電が行われる。
【００５０】
スルーホール導体２５は誘電体層１２、地導体層２２、誘電体層１３及び誘電体層１４を貫通している。スルーホール導体２５が地導体層２２を貫通する箇所では、スルーホール導体２５がスロット２２ａの縁から内側に離間しており、スルーホール導体２５と地導体層２２が互いに電気的に絶縁されている。スルーホール導体２５は、スルーホール内に充填された導体（例えば、銅めっき）又はスルーホールの内壁に成膜された導体（例えば、銅めっき）である。なお、スルーホール導体２５が形成されず、給電線路２１ａの一端部がスロット２２ａを通じて放射素子２３ａに電磁界的に結合されていてもよい。
【００５１】
誘電体積層体１０の厚さ（保護誘電体層１１が形成されていない場合には、誘電体層１２〜１６の厚さの総和、保護誘電体層１１が形成されている場合には、保護誘電体層１１及び誘電体層１２〜１６の厚さの総和）は誘電体基板３１の厚さよりも薄い。特に、誘電体積層体１０の厚さは３００μｍ以下である。
誘電体基板３１の厚さは３００〜７００μｍの範囲内であるため、アンテナ１の利得が高く、誘電体基板３１の表面の法線方向への指向性が強くなる。
【００５２】
保護誘電体層１１及び誘電体層１２〜１６はフレキシブルであり、誘電体基板３１がリジッドである。つまり、保護誘電体層１１及び誘電体層１２〜１６の耐屈曲性が誘電体基板３１の耐屈曲性よりも十分に高く、誘電体基板３１の弾性率は保護誘電体層１１及び誘電体層１２〜１６の弾性率よりも十分に大きい。そのため、アンテナ１の曲げが発生しにくい。特に、放射素子２３ａ，無給電素子２４ａの曲げ変形に起因した放射素子２３ａ，無給電素子２４ａの放射特性の変化が起きにくい。
【００５３】
誘電体層１２が薄く、誘電体層１２が低誘電率及び低誘電正接である。その上で、保護誘電体層１１が形成されていない場合には、給電線路２１ａが空気に露出しているため、給電線路２１ａにおける信号波の伝送損失が低い。また、電界が主に放射素子２３ａと地導体層２２との間で形成され、誘電体層１４，１６が低誘電率及び低誘電正接であるため、放射素子２３ａ及び無給電素子２４ａが誘電体基板３１によって覆われていても、放射素子２３ａ及び無給電素子２４ａにおける損失が低い。一方、誘電体基板３１を薄くしなくても済み、アンテナ１の帯域が狭くなることを抑えられる。
【００５４】
誘電体基板３１がガラス布基材エポキシ樹脂（特に、ＦＲ４）からなる場合、縦方向の曲げ弾性率が24.3 GPa であり、横方向の曲げ弾性率が20.0 GPa であり、誘電率が4.6 であり、誘電正接が0.050 である。ここで、縦方向及び横方向の曲げ弾性率は、ASTM D 790の規格に基づく試験方法によって計測されたものであり、誘電率及び誘電正接は、ASTM D 150の規格に基づく試験方法（周波数：3 GHz）によって計測されたものである。
誘電体基板３１がパナソニック社製のガラス布基材ポリフェニレン・エーテル樹脂（特に、Ｍｅｇｔｒｏｎ（登録商標）６）からなる場合、横方向の曲げ弾性率が18 GPa であり、比誘電率（Dk）が3.4 であり、誘電正接（Df）が0.0015 である。ここで、横方向の曲げ弾性率は、JIS C 6481の規格に基づく試験方法によって計測されたものであり、比誘電率及び誘電正接は、IPC TM-650 2.5.5.9 の規格に基づく試験方法（周波数：1 GHz）によって計測されたものである。
一方、誘電体層１２，１４，１６が液晶ポリマーからなる場合、曲げ弾性率が12152 MPa であり、誘電率が3.56 であり、誘電正接が0.0068 である。ここで、曲げ弾性率は、ASTM D 790の規格に基づく試験方法によって計測されたものであり、誘電率及び誘電正接は、ASTM D 150の規格に基づく試験方法（周波数：103 Hz）によって計測されたものである。
【００５５】
なお、放射素子２３ａ及び無給電素子２４ａが形成されていない領域に、多層配線構造を保護誘電体層１１及び誘電体層１２〜１６の層間に形成してもよい。
【００５６】
＜第２の実施の形態＞
図２は第２実施形態のアンテナ１０１の平面図である。図３は図２におけるIII−III断面図である。このアンテナ１０１は、マイクロ波又はミリ波の周波数帯の電波の送信若しくは受信又はこれらの両方に利用される。
【００５７】
第１実施形態において、順に保護誘電体層１１、導体パターン層２１、誘電体層１２、地導体層２２、誘電体層１３、誘電体層１４、放射素子パターン層２３、誘電体層１５、誘電体層１６、無給電素子パターン層２４、接着層１９及び誘電体基板３１が積層されているのと同様に、第２実施形態においても、保護誘電体層１１１、導体パターン層１２１、誘電体層１１２、地導体層１２２、誘電体層１１３、誘電体層１１４、放射素子パターン層１２３、誘電体層１１５、誘電体層１１６、無給電素子パターン層１２４、接着層１１９及び誘電体基板１３１が積層されている。
【００５８】
保護誘電体層１１１の組成及び厚さは第１実施形態の保護誘電体層１１の組成及び厚さと同じである。導体パターン層１２１の組成及び厚さは第１実施形態の導体パターン層２１の組成及び厚さと同じである。誘電体層１１２の組成及び厚さは第１実施形態の誘電体層１２の組成及び厚さと同じである。地導体層１２２の組成及び厚さは、第１実施形態の地導体層２２の組成及び厚さと同じである。誘電体層１１３の組成及び厚さは、第１実施形態の誘電体層１３の組成及び厚さと同じである。誘電体層１１４の組成及び厚さは、第１実施形態の誘電体層１４の組成及び厚さと同じである。放射素子パターン層１２３の組成及び厚さは、第１実施形態の放射素子パターン層２３の組成及び厚さと同じである。誘電体層１１５の組成及び厚さは、第１実施形態の誘電体層１５の組成及び厚さと同じである。誘電体層１１６の組成及び厚さは、第１実施形態の誘電体層１６の組成及び厚さと同じである。無給電素子パターン層１２４の組成及び厚さは、第１実施形態の無給電素子パターン層２４の組成及び厚さと同じである。接着層１１９の組成及び厚さは、第１実施形態の接着層１９の組成及び厚さと同じである。誘電体基板１３１の組成及び厚さは、第１実施形態の誘電体基板３１の組成及び厚さと同じである。
【００５９】
なお、接着層１１９が設けられず、誘電体層１１６と誘電体基板１３１が直接接合されていてもよい。また、保護誘電体層１１１が形成されないことによって、導体パターン層１２１が露出していてもよい。
【００６０】
保護誘電体層１１１及び誘電体層１１２〜１１６はフレキシブルであり、それらからなる誘電体積層体１１０がフレキシブルである。誘電体基板１３１がリジッドである。
【００６１】
放射素子パターン層１２３がアディティブ法又はサブトラクティブ法等によって形状加工されており、これにより放射素子パターン層１２３には素子列１２３ａが形成されている。素子列１２３ａはパッチ型の放射素子１２３ｂ〜１２３ｅ、給電線路１２３ｆ，１２３ｇ，１２３ｉ，１２３ｊ及びランド部１２３ｈを有する。
【００６２】
放射素子１２３ｂ〜１２３ｅは、これらの順に、間隔を置いて直線状に一列に配列されている。ここで、素子列１２３ａのうち放射素子１２３ｂを先頭とし、放射素子１２３ｅを最後尾とする。
【００６３】
これら放射素子１２３ｂ〜１２３ｅは以下のようにして直列接続されている。
先頭の放射素子１２３ｂと２番目の放射素子１２３ｃは、これらの間に設けられた給電線路１２３ｆによって直列接続されている。素子列１２３ａの中央、つまり２番目の放射素子１２３ｃと３番目の放射素子１２３ｄとの間には、ランド部１２３ｈが設けられている。２番目の放射素子１２３ｃとランド部１２３ｈは、これらの間に設けられた給電線路１２３ｇによって直列接続されている。３番目の放射素子１２３ｄとランド部１２３ｈは、これらの間に設けられた給電線路１２３ｉによって直列接続されている。３番目の放射素子１２３ｄと最後尾の放射素子１２３ｅは、これらの間に設けられた給電線路１２３ｊによって直列接続されている。給電線路１２３ｆ，１２３ｇ，１２３ｊは直線状に形成されており、給電線路１２３ｉは屈曲している。給電線路１２３ｇの長さは給電線路１２３ｆ，１２３ｉ，１２３ｊの長さよりも小さい。
素子列１２３ａが４体の放射素子１２３ｂ〜１２３ｅを有するので、アンテナ１０１の利得が高い。
【００６４】
無給電素子パターン層１２４がアディティブ法又はサブトラクティブ法等によって形状加工されており、これにより無給電素子パターン層１２４にはパッチ型の無給電素子１２４ｂ〜１２４ｅが形成されている。平面視で無給電素子１２４ｂが放射素子１２３ｂに、無給電素子１２４ｃが放射素子１２３ｃに、無給電素子１２４ｄが放射素子１２３ｄに、無給電素子１２４ｅが放射素子１２３ｅに、それぞれ位置して重なる。つまり、無給電素子１２４ｂ〜１２４ｅが放射素子１２３ｂ〜１２３ｅにそれぞれ対向する。
【００６５】
無給電素子１２４ｂが放射素子１２３ｂよりも偏波方向の長さが小さく、平面視で無給電素子１２４ｂの偏波に垂直な方向の辺が放射素子１２３ｂの偏波に垂直な方向の辺の内側にある。仮に無給電素子１２４ｂが放射素子１２３ｂよりも大きいと、高周波の場合に放射利得が低下してしまうためである。
同様に、平面視で無給電素子１２４ｃの偏波に垂直な方向の辺が放射素子１２３ｃの偏波に垂直な方向の辺の内側にある。
無給電素子１２４ｂ〜１２４ｅの偏波方向の長さが放射素子１２３ｂ〜１２３ｅの偏波方向の長さの７０〜９５％であり、好ましくは放射素子１２３ｂ〜１２３ｅの偏波方向の長さの８０〜９５％であり、より好ましくは放射素子１２３ｂ〜１２３ｅの偏波方向の長さの８５〜９０％である。
【００６６】
無給電素子１２４ｂ〜１２４ｅと放射素子１２３ｂ〜１２３ｅはサイズが異なるため、共振周波数も異なる。つまり、アンテナ１０１は、放射素子１２３ｂ〜１２３ｅの共振周波数と無給電素子１２４ｂ〜１２４ｂの共振周波数において利得が極大値をとるような周波数特性となる。よって、アンテナ１０１の使用帯域が広くなる。
【００６７】
低周波の場合、無給電素子１２４ｂ〜１２４ｅは、それぞれ放射素子１２３ｂ〜１２３ｅによって送受される所定周波数の電波を共振させることによって、垂線方向への電波の指向性を高める導波器として機能する。
高周波の場合、放射素子１２３ｂ〜１２３ｅが給電素子として機能し、無給電素子１２４ｂ〜１２４ｅは放射素子１２３ｂ〜１２３ｅに対する給電によって所定周波数の電波を共振させて放射する放射素子として機能する。
【００６８】
地導体層１２２がアディティブ法又はサブトラクティブ法等によって形状加工されており、これにより地導体層１２２にはスロット１２２ａが形成されている。平面視でスロット１２２ａがランド部１２３ｈに位置して重なっている。つまり、スロット１２２ａはランド部１２３ｈに対向する。
【００６９】
導体パターン層１２１がアディティブ法又はサブトラクティブ法等によって形状加工されており、これにより導体パターン層１２１には、給電線路１２１ａが形成されている。給電線路１２１ａは、ＲＦＩＣ１３９の端子からスロット１２２ａの対向位置まで配線されたマイクロストリップラインである。給電線路１２１ａの一端部がスロット１２２ａに対向し、該一端部がスルーホール導体１２５によってランド部１２３ｈに電気的に接続されている。給電線路１２１ａの他端部がＲＦＩＣ１３９の端子に接続されている。そのため、ＲＦＩＣ１３９から素子列１２３ａに、給電線路１２１ａ及びスルーホール導体１２５を介して給電が行われる。
【００７０】
スルーホール導体１２５は誘電体層１１２、地導体層１２２、誘電体層１１３及び誘電体層１１４を貫通している。スルーホール導体１２５が地導体層１２２を貫通する箇所では、スルーホール導体１２５がスロット１２２ａの縁から内側に離間しており、スルーホール導体１２５と地導体層１２２が互いに電気的に絶縁されている。なお、スルーホール導体１２５が形成されず、給電線路１２１ａの一端部がスロット１２２ａを通じてランド部１２３ｈに電磁界的に結合されていてもよい。
【００７１】
誘電体基板１３１の厚さが３００〜７００μｍの範囲内であるため、アンテナ１０１の利得が高く、誘電体基板１３１の表面の法線方向への指向性が強くなる。これについて検証した結果を図４に示す。誘電体基板１３１の厚さが３００μｍ、４００μｍ、５００μｍ、６００μｍ、７００μｍ、８００μｍである場合について、アンテナ１０１の利得をシミュレーションした。図４において、横軸は誘電体基板１３１の表面の法線方向を基準とした角度を示し、縦軸は利得を示す。誘電体基板１３１の厚さが３００μｍ、４００μｍ、５００μｍ、６００μｍ、７００μｍである場合、法線方向への指向性が高く、−３０°〜３０°における法線方向への利得がいずれも４ｄＢｉを超えていて高い。誘電体基板１３１の厚さが８００μｍである場合、法線方向への指向性が低く、全ての角度において法線方向への利得が４ｄＢｉを下回る。よって、誘電体基板１３１の厚さが３００〜７００μｍの範囲内であれば、アンテナ１０１の利得が高く、誘電体基板１３１の表面の法線方向への指向性が強いことが分かる。
【００７２】
誘電体基板１３１がリジッドであるため、アンテナ１０１の曲げが発生しにくい。特に、素子列１２３ａの曲げ変形に起因した素子列１２３ａの放射特性の変化が起きにくい。
【００７３】
誘電体層１１２が薄く、誘電体層１１２が低誘電率及び低誘電正接である。その上で、保護誘電体層１１１が形成されていない場合には、給電線路１２１ａが空気に露出しているため、給電線路１２１ａにおける信号波の伝送損失が低い。また、電界が主に素子列１２３ａと地導体層１２２との間で形成され、誘電体層１１４，１１６が低誘電率及び低誘電正接であるため、素子列１２３ａが誘電体基板１３１によって覆われていても、素子列１２３ａにおける損失が低い。一方、誘電体基板１３１を薄くしなくても済み、アンテナ１０１の帯域が狭くなることを抑えられる。
【００７４】
素子列１２３ａは４体の放射素子１２３ｂ〜１２３ｅの直列接続体であるが、放射素子の数は偶数であれば、限定するものではない。但し、素子列１２３ａは４体又は６体又は８体の放射素子を有することが好ましい。これについて検証した結果を図５に示す。素子列１２３ａの素子数が２、４、６、８である場合について、アンテナ１０１の利得をシミュレーションした。図５において、横軸は周波数を示し、縦軸は利得を示す。素子列１２３ａの素子数が４、６、８である場合、利得が９ｄＢｉを超える周波数帯域は、５８〜６７ＧＨｚであって、広い。素子列１２３ａの素子数が２である場合、５６〜６８ＧＨｚの周波数帯域では、利得が９ｄＢｉを超えない。よって、素子列１２３ａの素子数が４、６、８であることが好ましいことが分かる。
【００７５】
＜第２の実施の形態の第１変形例＞
図６は変形例のアンテナ１０１Ａの平面図である。図６に示すように、素子列１２３ａ、無給電素子１２４ｂ〜１２４ｅ、給電線路１２１ａ、スロット１２２ａ（図３参照）及びスルーホール導体１２５（図３参照）からなる複数組（例えば、１６組）のグループが素子列１２３ａの列方向の直交方向に所定ピッチで配列されていてもよい。この場合、各素子列１２３ａの放射素子１２３ｂは列方向の位置が揃っていて、これら放射素子１２３ｂが列方向の直交方向に一列に配列されている。各素子列１２３ａの放射素子１２３ｃについても同様である。各素子列１２３ａの放射素子１２３ｄについても同様である。各素子列１２３ａの放射素子１２３ｅについても同様である。
隣り合う素子列１２３ａのピッチD、つまり列方向の中心線同士の間隔は、使用する最も高い周波数の波長の０．４〜０．６倍である。θを放射利得の最大方向とした時グレーティングローブが可視領域内に入らない条件がD/λ＜１／（１＋sinθ）なので、このように複数の放射素子１２３ｂ〜１２３ｅが格子状に配列されていると、高利得かつ広角走査が実現される。
【００７６】
＜第２の実施の形態の第２変形例＞
図７は変形例のアンテナ１０１Ｂの平面図である。図７に示すように、素子列１２３ａ、無給電素子１２４ｂ〜１２４ｅ、給電線路１２１ａ、スロット１２２ａ（図３参照）及びスルーホール導体１２５（図３参照）からなるグループを複数組（例えば、１６組）有した集団１３８が２組設けられてもよい。この場合、どちらの集団１３８でも、各素子列１２３ａの放射素子１２３ｂは列方向の位置が揃っていて、これら放射素子１２３ｂが列方向の直交方向に一列に配列されている。各素子列１２３ａの放射素子１２３ｃについても同様であり、各素子列１２３ａの放射素子１２３ｄについても同様であり、各素子列１２３ａの放射素子１２３ｅについても同様である。
どちらの集団１３８でも、隣り合う素子列１２３ａのピッチ、つまり列方向の中心線同士の間隔は、２〜２．５ｍｍである。また、一方の集団１３８の素子列１２３ａの列方向は、他方の集団１３８の素子列１２３ａの列方向に対して平行である。ＲＦＩＣ１３９は一方の集団１３８と他方の集団１３８との間に配置されている。一方の集団１３８は受信用であり、他方の集団１３８は送信用である。何れの集団１３８においても、複数の放射素子１２３ｂ〜１２３ｅが格子状に配列されているので、高利得が実現される。なお、両方の集団１３８が受信用であってもよいし、送信用であってもよい。
なお、集団１３８が３組以上設けられてもよい。この場合、何れの集団１３８の素子列１２３ａの列方向は互いに平行である。或いは、集団１３８が４組である場合、１組目の集団１３８と２組目の集団１３８が図７のように図７の紙面において左右に配置され、３組目の集団１３８と４組目の集団１３８は図７の紙面において上下に配置され、ＲＦＩＣ１３９が１組目の集団１３８と２組目の集団１３８との間に配置され、ＲＦＩＣ１３９が３組目の集団１３８と４組目の集団１３８との間に配置され、１組目の集団１３８の素子列１２３ａの列方向は２組目の集団１３８の素子列１２３ａの列方向に対して平行であり、３組目及び４組目の集団１３８の素子列１２３ａの列方向は１組目及び２組目の集団１３８の素子列１２３ａの列方向に対して垂直である。
【００７７】
＜第２の実施の形態の第３変形例＞
図８はアンテナ１０１Ｃの平面図である。以下では、図８に示すアンテナ１０１Ｃと図２に示すアンテナ１０１の相違点について説明し、一致点についての説明を省略する。
【００７８】
図２に示すアンテナ１０１では、放射素子パターン層１２３が１列の素子列１２３ａを有しているとともに、１組の無給電素子１２４ｂ〜１２４ｅを有する。それに対して、図８に示すアンテナ１０１Ｃでは、放射素子パターン層１２３がアディティブ法又はサブトラクティブ法等によって形状加工されており、これにより放射素子パターン層１２３が２列の素子列１２３ａを有している。同様に、無給電素子パターン層１２４がアディティブ法又はサブトラクティブ法等によって形状加工されており、これにより無給電素子パターン層１２４が２組の無給電素子１２４ｂ〜１２４ｅを有している。
【００７９】
一方の素子列１２３ａは他方の素子列１２３ａを列方向に平行移動させた形状を有する。他方の素子列１２３ａの放射素子１２３ｂ〜１２３ｅは、一方の素子列１２３ａの最後尾の放射素子１２３ｅの後ろに続いて、放射素子１２３ｂ，１２３ｃ，１２３ｄ，１２３ｅの順に、間隔を置いて直線状に一列に配列されている。従って、これらの素子列１２３ａの放射素子１２３ｂ〜１２３ｅは一直線状に配列されている。
【００８０】
また、一方の素子列１２３ａにおいて、無給電素子１２４ｂ〜１２４ｅが放射素子１２３ｂ〜１２３ｅにそれぞれ対向する。他方の素子列１２３ａにおいても、無給電素子１２４ｂ〜１２４ｅが放射素子１２３ｂ〜１２３ｅにそれぞれ対向する。
【００８１】
導体パターン層１２１がアディティブ法又はサブトラクティブ法等によって形状加工されており、導体パターン層１２１がＴ分岐の給電線路１２１ｂを有する。給電線路１２１ｂはＲＦＩＣ１３９から２列の素子列１２３ａのランド部１２３ｈにかけて２つに分岐しており、分岐した２つの端部が２列の素子列１２３ａのランド部１２３ｈにそれぞれ対向する。そして、図２に示すアンテナ１０１の場合と同様に、地導体層１２２のうち、給電線路１２１ｂの分岐した２つの端部に対向する部分には、スロット１２２ａがそれぞれ形成されており、給電線路１２１ｂの分岐した２つの端部がそれぞれ誘電体層１１２、地導体層１２２、誘電体層１１３及び誘電体層１１４を貫通したスルーホール導体１２５によって２列の素子列１２３ａのランド部１２３ｈにそれぞれ導通する。なお、給電線路１２１ｂの分岐した２つの端部がそれぞれスロット１２２ａを通じて２列の素子列１２３ａのランド部１２３ｈに電磁界的に結合してもよい。
【００８２】
ＲＦＩＣ１３９の端子から給電線路１２１ｂに沿って一方の素子列１２３ａのランド部１２３ｈまでの電気長は、ＲＦＩＣ１３９の端子から給電線路１２１ｂに沿って他方の素子列１２３ａのランド部１２３ｈまでの電気長に等しい。
【００８３】
＜第２の実施の形態の第４変形例＞
図９はアンテナ１０１Ｄの平面図である。以下では、図９に示すアンテナ１０１Ｄと図８に示すアンテナ１０１Ｃの相違点について説明し、一致点についての説明を省略する。
【００８４】
図８に示すアンテナ１０１Ｃでは、一方の素子列１２３ａが他方の素子列１２３ａを列方向に平行移動させた形状を有する。それに対して、図９に示すアンテナ１０１Ｄでは、一方の素子列１２３ａが、他方の素子列１２３ａの列方向に直交する対称線に関して、他方の素子列１２３ａの線対称な形状を有する。他方の素子列１２３ａの放射素子１２３ｅ〜１２３ｂは、一方の素子列１２３ａの最後尾の放射素子１２３ｅの後ろに続いて、放射素子１２３ｅ，１２３ｄ，１２３ｃ，１２３ｂの順に、間隔を置いて直線状に一列に配列されている。従って、これらの素子列１２３ａの放射素子１２３ｂ〜１２３ｅは一直線状に配列されている。
【００８５】
また、一方の素子列１２３ａにおいて、無給電素子１２４ｂ〜１２４ｅが放射素子１２３ｂ〜１２３ｅにそれぞれ対向する。他方の素子列１２３ａにおいても、無給電素子１２４ｂ〜１２４ｅが放射素子１２３ｂ〜１２３ｅにそれぞれ対向する。
【００８６】
また、ＲＦＩＣ１３９の端子から給電線路１２１ｂに沿って一方の素子列１２３ａのランド部１２３ｈまでの電気長と、ＲＦＩＣ１３９の端子から給電線路１２１ｂに沿って他方の素子列１２３ａのランド部１２３ｈまでの電気長との差は、使用する帯域の中心の実効波長の２分の１に等しい。
【００８７】
＜第２の実施の形態の第５変形例＞
図１０はアンテナ１０１Ｅの平面図である。以下では、図１０に示すアンテナ１０１Ｅと図８に示すアンテナ１０１Ｃの相違点について説明し、一致点についての説明を省略する。
【００８８】
図８に示すアンテナ１０１Ｃでは、一方の素子列１２３ａが他方の素子列１２３ａを列方向に平行移動させた形状を有する。それに対して、図１０に示すアンテナ１０１Ｅでは、一方の素子列１２３ａと、他方の素子列１２３ａとが点対称である。他方の素子列１２３ａの放射素子１２３ｅ〜１２３ｂは、一方の素子列１２３ａの最後尾の放射素子１２３ｅの後ろに続いて、放射素子１２３ｅ，１２３ｄ，１２３ｃ，１２３ｂの順に、間隔を置いて直線状に一列に配列されている。従って、これらの素子列１２３ａの放射素子１２３ｂ〜１２３ｅは一直線状に配列されている。
【００８９】
また、一方の素子列１２３ａにおいて、無給電素子１２４ｂ〜１２４ｅが放射素子１２３ｂ〜１２３ｅにそれぞれ対向する。他方の素子列１２３ａにおいても、無給電素子１２４ｂ〜１２４ｅが放射素子１２３ｂ〜１２３ｅにそれぞれ対向する。
【００９０】
また、ＲＦＩＣ１３９の端子から給電線路１２１ｂに沿って一方の素子列１２３ａのランド部１２３ｈまでの電気長と、ＲＦＩＣ１３９の端子から給電線路１２１ｂに沿って他方の素子列１２３ａのランド部１２３ｈまでの電気長との差は、使用する帯域の中心の実効波長の２分の１に等しい。
【００９１】
＜第２の実施の形態の第６変形例＞
図１１はアンテナ１０１Ｆの平面図である。図１１に示すアンテナ１０１Ｆのように、図８に示す２列の素子列１２３ａ、給電線路１２１ｂ、無給電素子１２４ｂ〜１２４ｅ、スロット１２２ａ（図３参照）及びスルーホール導体１２５（図３参照）からなるグループが素子列１２３ａの列方向の直交方向に所定ピッチ（例えば、２〜２．５ｍｍ）で配列されていてもよい。この場合、各グループの２列の素子列１２３ａの先頭から数えて同じ順・同じ位置にある放射素子の各々は列方向の位置が揃っていて、該放射素子の各々が列方向の直交方向に一列に配列されている。
なお、図９又は図１０に示す２列の素子列１２３ａ、給電線路１２１ｂ、無給電素子１２４ｂ〜１２４ｅ、スロット１２２ａ（図３参照）及びスルーホール導体１２５（図３参照）からなるグループが素子列１２３ａの列方向の直交方向に所定ピッチ（例えば、２〜２．５ｍｍ）で配列されていてもよい。
【００９２】
また、２列の素子列１２３ａ、給電線路１２１ｂ、無給電素子１２４ｂ〜１２４ｅ、スロット１２２ａ（図３参照）及びスルーホール導体１２５（図３参照）からなるグループを複数組（例えば、１６組）有した集団（図１１参照）が２組設けられてもよい。何れの集団の素子列１２３ａの列方向が互いに平行である。
【００９３】
＜第３の実施の形態＞
図１２は第３実施形態のアンテナ２０１の平面図である。図１３は図１２におけるXIII−XIII断面図である。以下では、第３実施形態のアンテナ２０１と第２実施形態のアンテナ１０１の相違点について説明し、一致点についての説明を省略する。
【００９４】
第２実施形態では、放射素子パターン層１２３が誘電体層１１４と誘電体層１１５との間の層間に形成され、無給電素子パターン層１２４が誘電体層１１６と接着層１１９との間の層間に形成されている。それに対して、第３実施形態では、無給電素子パターン層１２４が誘電体層１１４と誘電体層１１５との間の層間に形成され、放射素子パターン層１２３が誘電体層１１６と接着層１１９との間の層間に形成されている。また、第３実施形態では、接着層１９が放射素子２３ａよりも厚い。そのため、接着層１９と誘電体層１６との間の接合界面における放射素子２３ａの周囲にボイドが発生しにくい。
【００９５】
第２実施形態では、スルーホール導体１２５は誘電体層１１２、地導体層１２２、誘電体層１１３及び誘電体層１１４を貫通している。それに対して、第３実施形態では、スルーホール導体１２５は誘電体層１１２、地導体層１２２、誘電体層１１３、誘電体層１１４、誘電体層１１５及び誘電体層１１６を貫通している。
【００９６】
第２実施形態では、無給電素子１２４ｂが放射素子１２３ｂよりも小さい。それに対して、第３実施形態では、無給電素子１２４ｂが放射素子１２３ｂよりも大きく、平面視で放射素子１２３ｂの全体が無給電素子１２４ｂの外形の内側にある。仮に無給電素子１２４ｂが放射素子１２３ｂよりも小さいと、高周波の場合に放射利得が低下してしまうためである。同様に、平面視で放射素子１２３ｃの偏波方向に垂直な辺が無給電素子１２４ｃの偏波方向に垂直な辺の内側にあり、平面視で放射素子１２３ｄの偏波方向に垂直な辺が無給電素子１２４ｄの偏波方向に垂直な辺の内側にある。
【００９７】
第３実施形態においても、無給電素子１２４ｂ〜１２４ｅと放射素子１２３ｂ〜１２３ｅはサイズが異なるため、共振周波数も異なる。つまり、アンテナ２０１は、放射素子１２３ｂ〜１２３ｅの共振周波数と無給電素子１２４ｂ〜１２４ｅの共振周波数において利得が極大値をとるような周波数特性となる。よって、アンテナ２０１の使用帯域が広くなる。
第３実施形態では、低周波の場合、無給電素子１２４ｂ〜１２４ｅが放射素子としても機能し、放射素子１２３ｂ〜１２３ｅは導波器としても機能する。高周波の場合、無給電素子１２４ｂ〜１２４ｅは、誘電体基板１３１側からの電波を放射素子１２３ｂ〜１２３ｅに反射させたりする反射器として機能する。
【００９８】
また、第２実施形態の第１〜第６変形例における変更点を第３実施形態に適用してもよい（図１４〜図１９参照）。
【００９９】
＜検証１＞
図２及び図３に示すアンテナ１０１のように、無給電素子１２４ｂ〜１２４ｅが放射素子１２３ｂ〜１２３ｅにそれぞれ対向することによって、アンテナ１０１が広帯域化することについて、シミュレーションにより検証した。その結果を図２０及び図２１に示す。
【０１００】
図２０において、縦軸は反射係数（Ｓ１１）を表し、横軸は周波数を表す。実線は無給電素子１２４ｂ〜１２４ｅが設けられた場合のシミュレーション結果を表し、破線は無給電素子１２４ｂ〜１２４ｅが設けられていない場合のシミュレーション結果を表す。図１９から明らかなように、無給電素子１２４ｂ〜１２４ｅが設けられている場合、67GHz以上の領域でも-10ｄB以下となっているのに対して、無給電素子１２４ｂ〜１２４ｅが設けられていない場合、67GHz以上の領域で反射係数が大きくなっている。そのため、無給電素子１２４ｂ〜１２４ｅが設けられていると、アンテナ１０１が広帯域化することがわかる。
【０１０１】
図２１において、縦軸は利得を表し、横軸は周波数を表す。実線は無給電素子１２４ｂ〜１２４ｅが設けられた場合のシミュレーション結果を表し、破線は無給電素子１２４ｂ〜１２４ｅが設けられていない場合のシミュレーション結果を表す。図２１から明らかなように、無給電素子１２４ｂ〜１２４ｅが設けられている場合、67GHz以上の領域でも利得が落ちていないのに対し、無給電素子１２４ｂ〜１２４ｅが設けられていない場合、67GHz以上の領域で利得が落ちている。そのため、無給電素子１２４ｂ〜１２４ｅが設けられていると、アンテナ１０１が広帯域化することがわかる。
【０１０２】
＜検証２＞
図２及び図３に示すアンテナ１０１において、無給電素子１２４ｂ〜１２４ｅと放射素子１２３ｂ〜１２３ｅの偏波方向の長さ比率が変化することに伴うアンテナ１０１の反射特性の変化について、シミュレーションにより検証した。その結果を図２２及び図２３に示す。
【０１０３】
図２２において、縦軸は利得を表し、横軸は周波数を表す。図２３において、縦軸は反射係数（Ｓ１１）を表し、横軸は周波数を表す。図２２及び図２３から明らかなように、無給電素子１２４ｂ〜１２４ｅの偏波方向の長さが放射素子１２３ｂ〜１２３ｅの偏波方向の長さの９５％になると１００％に比べてアンテナ１０１が広帯域化することがわかる。
無給電素子１２４ｂ〜１２４ｅの偏波方向の長さが放射素子１２３ｂ〜１２３ｅの偏波方向の長さの９５〜７０％の範囲では、アンテナ１０１の広帯域化が確認できる。但し、無給電素子１２４ｂ〜１２４ｅの偏波方向の長さが放射素子１２３ｂ〜１２３ｅの偏波方向の長さの７０％以下の範囲では、アンテナ１０１の広帯域化の程度が殆ど同じである。
従って、無給電素子１２４ｂ〜１２４ｅの偏波方向の長さが放射素子１２３ｂ〜１２３ｅの偏波方向の長さの７０〜９５％であることが好ましい。
また、無給電素子１２４ｂ〜１２４ｅの偏波方向の長さが放射素子１２３ｂ〜１２３ｅの偏波方向の長さの８０〜９５％であると、必要な帯域で利得がより高い上に反射をより抑えやすいため、無給電素子１２４ｂ〜１２４ｅの偏波方向の長さが放射素子１２３ｂ〜１２３ｅの偏波方向の長さの８０〜９５％であることがより好ましい。
さらに、無給電素子１２４ｂ〜１２４ｅの偏波方向の長さが放射素子１２３ｂ〜１２３ｅの偏波方向の長さの８５〜９０％であると、必要な帯域でさらに利得が高い上に反射を抑えやすいため、無給電素子１２４ｂ〜１２４ｅの偏波方向の長さが放射素子１２３ｂ〜１２３ｅの偏波方向の長さの８５〜９０％であることがさらに好ましい。
【符号の説明】
【０１０４】
１…アンテナ
１０…誘電体積層体
１１…保護誘電体層
１２〜１６…誘電体層
１９…接着層
２１…導体パターン層
２１ａ…給電線路
２２…地導体層
２２ａ…スロット
２３…放射素子パターン層
２３ａ…放射素子
２４…無給電素子パターン層
２４ａ…無給電素子
２５…スルーホール導体
３１…誘電体基板
１０１，１０１Ａ，１０１Ｂ，１０１Ｃ，１０１Ｄ，１０１Ｅ，１０１Ｆ…アンテナ
２０１，２０１Ａ，２０１Ｂ，２０１Ｃ，２０１Ｄ，２０１Ｅ，２０１Ｆ…アンテナ
１１０…誘電体積層体
１１１…保護誘電体層
１１２〜１１６…誘電体層
１１９…接着層
１２１…導体パターン層
１２１ａ，１２１ｂ…給電線路
１２２…地導体層
１２２ａ…スロット
１２３…放射素子パターン層
１２３ａ…素子列
１２３ｂ〜１２３ｅ…放射素子
１２４…無給電素子パターン層
１２４ｂ〜１２４ｅ…無給電素子
１２５…スルーホール導体
１３１…誘電体基板
１３８…集団
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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