(57)【要約】【課題】地板に垂直なる方向と、地板に平行な方向のそれぞれに電波を放射可能であって、その高さを低減可能なアンテナ装置を提供する。【解決手段】アンテナ装置１は、長方形状の地板１０と、地板１０と所定の間隔をおいて設置された平板状の導体部材であって、給電点が設けられている正方形状の対向導体板３０と、対向導体板３０と地板１０とを電気的に接続する短絡部４０と、を備える。対向導体板３０の面積及び地板との離隔は、短絡部４０が提供するインダクタンスと所定の対象周波数で並列共振する静電容量を形成するように設定されている。地板１０は、対向導体板３０に対して非対称に配置されている。例えば、対向導体板３０は地板１０と同心となる位置から地板１０の長手方向に０．０５λずらして配置されている。【選択図】図３
2020161957.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板状の導体部材である地板（１０）と、
前記地板と所定の間隔をおいて設置された平板状の導体部材であって、給電線と電気的に接続する給電点が設けられている対向導体板（３０）と、
前記対向導体板の中央領域に設けられてあって、前記対向導体板と前記地板とを電気的に接続する短絡部（４０）と、を備え、
前記短絡部が備えるインダクタンスと、前記地板と前記対向導体板とが形成する静電容量とを用いて、所定の対象周波数で並列共振するように構成されているアンテナであって、
前記地板は、前記対向導体板に対して非対称に配置されているアンテナ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のアンテナ装置であって、
前記地板は、互いに直交する２つの直線のそれぞれに対して線対称な形状に形成されており、
前記対向導体板は、全面が前記地板と対向しつつ、かつ、前記対向導体板の中心が、前記地板の中心と重ならないように配置されているアンテナ装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のアンテナ装置であって、
前記地板は、長方形状に形成されており、
前記対向導体板は、全面が前記地板と対向しつつ、かつ、前記対向導体板と前記地板とが同心となる位置から前記地板の長手方向にずれた位置に配置されているアンテナ装置。
【請求項４】
請求項２又は３に記載のアンテナ装置であって、
前記対向導体板は、前記地板の長手方向及び短手方向のそれぞれにおいて、前記地板の中心から所定量ずれた位置に配置されているアンテナ装置。
【請求項５】
請求項１から４の何れか１項に記載のアンテナ装置であって、
前記短絡部は、前記対向導体板の中心から所定量ずれた位置に形成されているアンテナ装置。
【請求項６】
請求項１から５の何れか１項に記載のアンテナ装置であって、
前記地板は、長方形状に形成されており、
前記対向導体板は、全面が前記地板と対向しつつ、かつ、前記地板の中心から前記地板の長手方向にずれた位置に配置されているとともに、
前記短絡部は、前記対向導体板と前記地板とが同心となる位置から前記地板の短手方向に所定量ずれた位置に配置されているアンテナ装置。
【請求項７】
請求項１から６の何れか１項に記載のアンテナ装置であって、
前記地板及び前記対向導体板は、樹脂材料を用いてなる支持板（２０）に形成されており、
前記支持板を収容する樹脂製のケース（６０）を備え、
前記ケースは、前記地板と所定の離隔をおいて対向するケース底部（６１）と、
前記ケース底部の縁部から上方に向かって立設されているケース側壁部（６２）と、を備え、
前記ケース側壁部は、前記支持板の上面よりも高く形成されており、
前記ケース内には、前記支持板の上面を覆うように、封止材（７０）として２．０以上の比誘電率を有する樹脂材料が充填されていることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項８】
平板状の導体部材である地板（１０）と、
前記地板と所定の間隔をおいて設置された平板状の導体部材であって、給電線と電気的に接続する給電点が設けられている対向導体板（３０）と、
前記対向導体板の中央領域に設けられてあって、前記対向導体板と前記地板とを電気的に接続する短絡部（４０）と、を備え、
前記短絡部が備えるインダクタンスと、前記地板と前記対向導体板とが形成する静電容量とを用いて、所定の対象周波数で並列共振するように構成されているアンテナであって、
前記短絡部は、前記対向導体板の中心から所定量ずれた位置に形成されているアンテナ装置。
【請求項９】
請求項１から８の何れか１項に記載のアンテナ装置であって、
前記対向導体板は、互いに直交する２つの直線のそれぞれに対して線対称な形状に形成されているアンテナ装置。
【請求項１０】
請求項１から９の何れか１項に記載のアンテナ装置であって、
前記対向導体板の上側には、導体又は誘電体を用いて構成されている、電界の伝搬を遮断するための電波遮断体（６３、６３１、７０）が配置されているアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、平板構造を有するアンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、マイクロストリップアンテナ（換言すればパッチアンテナ）と、当該パッチアンテナに直立するモノポールアンテナとを備えるアンテナ装置が開示されている。当該アンテナ装置によれば、パッチアンテナにて平板状の接地導体（以降、地板）に垂直となる方向に指向性を形成するとともに、モノポールアンテナにて地板に平行となる方向に指向性を形成することができる。当該構成によれば、例えば、地板が水平となる姿勢で用いられることにより、天頂方向から到来する電波と、水平方向から到来する電波の両方を受信可能となる。なお、天頂方向から到来する電波とは、例えば、衛星局からの電波である。また、水平方向からの電波とは、例えば地上局からの電波である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２０３０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示の構成では、水平方向からの電波を送受信するために、モノポールアンテナを備える。モノポールアンテナは、送受信の対象とする電波の１／４波長の長さが必要となるため、アンテナ装置の高さ（以降、搭載高さ）が大きくなってしまう。ここでの搭載高さとは、アンテナ装置を、そのパッチアンテナの平面が水平となる姿勢で移動体に搭載した時の高さを指す。コイル等を用いてモノポールアンテナとしての導体素子を短くした構成も想定されうるが、コイル等で低背化すると性能が悪化する。
【０００５】
本開示は、この事情に基づいて成されたものであり、その目的とするところは、地板に垂直なる方向と、地板に平行な方向のそれぞれに電波を放射可能であって、その高さを低減可能なアンテナ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
その目的を達成するためのアンテナ装置の第１構成は、平板状の導体部材である地板（１０）と、地板と所定の間隔をおいて設置された平板状の導体部材であって、給電線と電気的に接続する給電点が設けられている対向導体板（３０）と、対向導体板の中央領域に設けられてあって、対向導体板と地板とを電気的に接続する短絡部（４０）と、を備え、短絡部が備えるインダクタンスと、地板と対向導体板とが形成する静電容量とを用いて、所定の対象周波数で並列共振するように構成されているアンテナであって、地板は、対向導体板に対して非対称に配置されていることを特徴とする。
【０００７】
このアンテナ装置では、地板と対向導体板との間に形成される静電容量と、短絡部が備えるインダクタンスとによって、その静電容量とインダクタンスに応じた周波数において並列共振を生じさせる。そして、並列共振に伴って対向導体板と対向地板との間に生じる垂直電界によって、対向導体板に沿う方向に、電界の振動方向が地板に対して垂直な直線偏波を送受信する。
【０００８】
また、地板は、対向導体板に対して非対称に配置されていることから、地板において短絡部から見て或る一方向に流れる電流量と、地板において反対方向に流れる電流量は非対称となる。その結果、短絡部から各方向に流れる電流が放射する電波が互いに打ち消しあう程度が減少する。地板に流れる電流が放射する電波が打ち消されずに残ることにより、その残った電波が空間に伝播していく。すなわち、地板において対向導体板から見て非対称となる領域（以降、非対称部）から、電波が放射される。
【０００９】
なお、非対称部において電流は主としてその縁部に誘起されることがシミュレーションによって確認された。地板の縁部は線状とみなすことできる。つまり、以上の構成によれば、地板の非対称部の縁部が線状アンテナ（例えばポール型アンテナ）として動作する。地板の非対称部から放射される電波は、電界振動方向が地板に平行な直線偏波である。また、地板の非対称部から放射される電波は、非対称部の縁部に直交する方向に放射される。非対称部の縁部に直交する方向には、地板に垂直な方向も含まれる。
【００１０】
このように、以上の構成によれば、地板に垂直なる方向と、地板に平行な方向のそれぞれに電波を放射可能となる。しかも、地板に平行な方向への放射は、地板と対向導体板との間に形成される静電容量と、短絡部が備えるインダクタンスとによって並列共振を生じさせることで発生する。そのため、アンテナ装置の高さを低減できる。
【００１１】
また、上記目的を達成するためのアンテナ装置の第２構成は、平板状の導体部材である地板（１０）と、地板と所定の間隔をおいて設置された平板状の導体部材であって、給電線と電気的に接続する給電点が設けられている対向導体板（３０）と、対向導体板の中央領域に設けられてあって、対向導体板と地板とを電気的に接続する短絡部（４０）と、を備え、短絡部が備えるインダクタンスと、地板と対向導体板とが形成する静電容量とを用いて、所定の対象周波数で並列共振するように構成されているアンテナであって、短絡部は、対向導体板の中心から所定量ずれた位置に形成されていることを特徴とする。
【００１２】
この第２構成では、第１構成と同様に、地板と対向導体板との間に形成される静電容量と、短絡部が備えるインダクタンスとの並列共振を用いて、対向導体板に沿う方向に、電界の振動方向が地板に対して垂直な直線偏波を送受信する。
【００１３】
また、当該第２構成では短絡部が対向導体板の中心からずれた位置に配置されているため、対向導体板に流れる電流分布の対称性が崩れ、短絡部から各方向に流れる電流が放射する電波が互いに打ち消しあう程度が減少する。その結果、対向導体板から、当該対向導体板に垂直な方向に電波が放射される。対向導体板は地板に対向配置されているため、対向導体板に垂直な方向とは地板に垂直な方向に相当する。つまり上記構成によれば、地板に垂直なる方向と、地板に平行な方向のそれぞれに電波を放射可能となる。加えて、地板に平行な方向への放射は、地板と対向導体板との間に形成される静電容量と、短絡部が備えるインダクタンスとによって並列共振を生じさせることで発生する。故に、アンテナ装置の高さを低減できる。
【００１４】
なお、特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本開示の技術的範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】アンテナ装置１の構成を示す外観斜視図である。
【図２】図１におけるＩＩ−ＩＩ線でのアンテナ装置１の断面図である。
【図３】地板１０と対向導体板３０の位置関係を説明するための図である。
【図４】対向導体板３０の近傍の電流分布、電圧分布、電界分布を説明する図である。
【図５】ＸＹ平面におけるＬＣ共振モードでの放射特性を示す図である。
【図６】ＸＺ平面及びＹＺ平面におけるＬＣ共振モードでの放射特性を示す図である。
【図７】地板励振モードの動作原理を説明するための図である。
【図８】地板励振モードの動作原理を説明するための図である。
【図９】地板励振モードが提供する放射特性を示す図である。
【図１０】アンテナ水平方向の利得と、アンテナ上方向の利得と、非対称部幅Ｗの関係を示す図である。
【図１１】アンテナ装置１の車両への取付位置及び取付姿勢の一例を示す図である。
【図１２】図１１に示す取付位置及び取付姿勢によるアンテナ装置１の指向性を示す概念図である。
【図１３】アンテナ装置１のより好ましい取付位置について説明するための図である。
【図１４】アンテナ装置１の変形例を示す図である。
【図１５】アンテナ装置１の変形例を示す図である。
【図１６】アンテナ装置１の変形例を示す図である。
【図１７】支持板上側面２０ａに回路部８０が形成されている構成を示す図である。
【図１８】アンテナ装置１の変形例を示す図である。
【図１９】アンテナ装置１の変形例を示す図である。
【図２０】アンテナ装置１の変形例を示す図である。
【図２１】対称性維持部１２と非対称部１１との接続状態が切り替え可能に構成されている地板１０の構成を示す図である。
【図２２】対向導体板３０の中心からずれた位置に短絡部４０が設けられているアンテナ装置１を示す図である。
【図２３】対向導体板３０の中心に短絡部４０が形成されている場合の対向導体板３０上の電流分布を示す図である。
【図２４】対向導体板３０の中心からずれた位置に短絡部４０が形成されている場合の対向導体板３０上の電流分布及びその作動を説明するための図である。
【図２５】第２実施形態のアンテナ装置１の構成を示す外観斜視図である。
【図２６】地板１０、対向導体板３０、及び短絡部４０の位置関係を説明するための上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
［第１実施形態］
以下、本開示の第１の実施形態について図を用いて説明する。なお、以降において同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。また、構成の一部のみに言及している場合、他の部分については先に説明した実施形態の構成を適用することができる。
【００１７】
図１は、本実施形態に係るアンテナ装置１の概略的な構成の一例を示す外観斜視図である。図２は、図１に示すＩＩ−ＩＩ線におけるアンテナ装置１の断面図である。アンテナ装置１は、例えば、車両などの移動体に搭載されて用いられる。
【００１８】
このアンテナ装置１は、所定の対象周波数の電波を送受信するように構成されている。もちろん、他の態様としてアンテナ装置１は、送信と受信の何れか一方のみに利用されても良い。電波の送受信には可逆性があるため、或る周波数の電波を送信可能な構成は、当該周波数の電波を受信可能な構成でもある。
【００１９】
対象周波数は、ここでは一例として２．４５ＧＨｚとする。もちろん、対象周波数は適宜設計されれば良く、他の態様として例えば３００ＭＨｚや、７６０ＭＨｚ、８５０ＭＨｚ、９００ＭＨｚ、１．１７ＧＨｚ、１．２８ＧＨｚ、１．５５ＧＨｚ、５．９ＧＨｚ等としてもよい。アンテナ装置１は、対象周波数だけでなく、対象周波数を基準として定まる所定範囲内の周波数の電波もまた送受信可能である。例えばアンテナ装置１は、２４００ＭＨｚから２５００ＭＨｚまでの帯域（以降、２．４ＧＨｚ帯）に属する周波数を送受信可能に構成されている。
【００２０】
つまり、アンテナ装置１は、Bluetooth Low Energy（Bluetoothは登録商標）や、Wi-Fi（登録商標）、ZigBee（登録商標）等といった、近距離無線通信で使用される周波数帯の電波を送受信可能に構成されている。換言すれば、アンテナ装置１は、国際電気通信連合によって規定されている、産業・科学・医療分野で汎用的に使うために割り当てられた周波数の帯域（いわゆるＩＳＭバンド）の電波を送受信可能に構成されている。
【００２１】
以降における「λ」は、対象周波数の電波の波長（以降、対象波長とも記載）を表す。例えば「λ／２」及び「０．５λ」は対象波長の半分の長さを指し、「λ／４」及び「０．２５λ」は対象波長の４分の１の長さを指す。なお、真空中及び空気中における２．４ＧＨｚの電波の波長（つまりλ）は１２５ｍｍである。
【００２２】
アンテナ装置１は、例えば同軸ケーブルを介して図示しない無線機と接続されており、アンテナ装置１が受信した信号は逐次無線機に出力される。また、アンテナ装置１は無線機から入力される電気信号を電波に変換して空間に放射する。無線機は、アンテナ装置１が受信した信号を利用するとともに、当該アンテナ装置１に対して送信信号に応じた高周波電力を供給するものである。
【００２３】
なお、本実施形態ではアンテナ装置１と無線機とを同軸ケーブルで接続する場合を想定して説明するが、フィーダ線など、その他の通信ケーブルを用いて接続しても良い。アンテナ装置１と無線機とは、同軸ケーブルのほかに、整合回路やフィルタ回路などを介して接続される構成となっていても良い。また、アンテナ装置１は、無線機と一体的に構成されていても良い。例えば、アンテナ装置１は、変復調回路等が実装されたプリント基板上に実現されていてもよい。
【００２４】
以下、アンテナ装置１の具体的な構成について述べる。図１に示すようにアンテナ装置１は、地板１０、支持板２０、対向導体板３０、及び短絡部４０を備えている。便宜上以降では、地板１０に対して対向導体板３０が設けられている側を、アンテナ装置１にとっての上側として各部の説明を行う。つまり、地板１０から対向導体板３０に向かう方向がアンテナ装置１にとっての上方向に相当する。また、対向導体板３０から地板１０に向かう方向がアンテナ装置１にとっての下方向に相当する。
【００２５】
地板１０は、銅などの導体を素材とする板状の導体部材である。地板１０は、支持板２０の下側面に沿って設けられている。ここでの板状には金属箔のような薄膜状も含まれる。つまり、地板１０はプリント配線板等の樹脂製の板の表面に電気メッキ等によってパターン形成されたものでもよい。この地板１０は、同軸ケーブルの外部導体と電気的に接続されて、アンテナ装置１におけるグランド電位（換言すれば接地電位）を提供する。
【００２６】
地板１０は、長方形状に形成されている。地板１０の短辺の長さは、例えば、電気的に０．４λに相当する値に設定されている。また、地板１０の長辺の長さＬは、電気的に１．２λに設定されている。ここでの電気的な長さとは、フリンジング電界や、誘電体による波長短縮効果などを考慮した、実効的な長さである。なお、支持板２０が比誘電率４．３の誘電体を用いて形成されている場合、地板１０表面での波長は、支持板２０としての誘電体の波長短縮効果によって６０ｍｍ程度となる。故に、電気的に１．２λに相当する長さとは、７２ｍｍとなる。
【００２７】
図１等の種々の図に示すＸ軸は地板１０の長手方向を、Ｙ軸は地板１０の短手方向を、Ｚ軸は上下方向をそれぞれ表している。これらＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸を備える３次元座標系は、アンテナ装置１の構成を説明するための概念である。なお、他の態様として地板１０が正方形状である場合には、任意の１辺に沿う方向をＸ軸とすることができる。また、地板１０が円形である場合には地板１０に平行な任意の方向をＸ軸とすることができる。Ｙ軸は、地板１０に平行であってかつＸ軸に直交する方向とすればよい。なお、地板１０が長方形や長楕円など、長手方向と短手方向とが存在する形状である場合には、その長手方向をＸ軸方向とすることができる。
【００２８】
なお、地板１０の大きさは適宜変更可能である。地板１０の１つの辺の長さは、電気的に１波長よりも小さい値（例えば対象波長の１／３）に設定されていても良い。また、地板１０を上側から見た形状（以降、平面形状）は適宜変更可能である。ここでは一例として地板１０の平面形状を長方形状とするが、他の態様として地板１０の平面形状は、正方形状であってもよいし、その他の多角形状であってもよい。例えば地板１０は、１辺が電気的に１波長に相当する値に設定された正方形状であってもよい。
【００２９】
地板１０は、互いに直交する２つの直線のそれぞれを対称の軸として線対称な形状（以降、２方向線対称形状）であることが好ましい。２方向線対称形状とは、或る直線を対称の軸として線対称であって、かつ、その直線と直交する他の直線についても線対称な図形を指す。２方向線対称形状とは、例えば、楕円形や、長方形、円形、正方形、正六角形、正八角形、ひし形などが該当する。地板１０は、直径が１波長の円よりも大きく形成されていることが好ましい。或る部材の平面形状とは、当該部材を上方から見た形状を指す。なお、地板１０の縁部は、部分的に又は全体的にミアンダ形状に形成されていても良い。２方向線対称な形状には、２方向線対称形状の縁部に微小な（数ｍｍ程度の）凹凸が設けられている形状も含まれる。地板１０の縁部に設けられた凹凸や、地板１０の縁部から離れた位置に形成されているスリットは、アンテナ動作に影響を与えない限りにおいては、無視して取り扱うことができる。点対称な形状についても同様である。
【００３０】
支持板２０は、地板１０と対向導体板３０とを、所定の間隔をおいて互いに対向配置するための板状部材である。支持板２０は矩形平板状であり、支持板２０の大きさは平面視において地板１０とほぼ同じ大きさである。支持板２０は、例えばガラスエポキシ樹脂など、所定の比誘電率を有する誘電体を用いて実現されている。ここでは一例として支持板２０は比誘電率４．３のガラスエポキシ樹脂（換言すれば、ＦＲ４：Flame Retardant Type 4）を用いて実現されている。
【００３１】
本実施形態では一例として支持板２０の厚みＨ１は、例えば１．５ｍｍに形成されている。支持板２０の厚さＨ１は、地板１０と対向導体板３０との間隔に相当する。支持板２０の厚さＨ１を調整することで、対向導体板３０と地板１０との間隔を調整することができる。支持板２０の厚さＨ１の具体的な値はシミュレーションや試験によって適宜決定されれば良い。もちろん、支持板２０の厚さＨ１は、２．０ｍｍや、３．０ｍｍなどであってもよい。なお、支持板２０での波長は、誘電体の波長短縮効果によって６０ｍｍ程度となる。故に、厚さ１．５ｍｍという値は、電気的に対象波長の４０分の１（つまりλ／４０）に相当する。
【００３２】
なお、支持板２０は前述の役割を果たせればよく、支持板２０の形状は適宜変更可能である。対向導体板３０を地板１０に対向配置するための構成は、複数の柱であってもよい。また、本実施形態において地板１０と対向導体板３０の間は、支持板２０としての樹脂が充填された構成を採用するが、これに限らない。地板１０と対向導体板３０の間は、中空や真空となっていてもよい。支持板２０としては、ハニカム構造などを採用することもできる。さらに、以上で例示した構造が組み合わさっていてもよい。アンテナ装置１がプリント配線板を用いて実現される場合には、プリント配線板が備える複数の導体層を、地板１０や、対向導体板３０として利用するとともに、導体層を隔てる樹脂層を支持板２０として利用してもよい。
【００３３】
支持板２０の厚さＨ１は、後述するように短絡部４０の長さ（換言すれば短絡部４０が提供するインダクタンス）を調整するパラメータとしても機能する。また、間隔Ｈ１は、地板１０と対向導体板３０とが対向することによって形成する静電容量を調整するパラメータとしても機能する。
【００３４】
対向導体板３０は、銅などの導体を素材とする板状の導体部材である。ここでの板状には、前述の通り、銅箔などの薄膜状も含まれる。対向導体板３０は、支持板２０を介し、地板１０と対向するように配置されている。対向導体板３０もまた地板１０と同様にプリント配線板等の、樹脂製の板の表面にパターン形成されたものでもよい。また、ここでの平行とは完全な平行に限らない。数度から十度程度傾いていても良い。つまり概ね平行である状態（いわゆる略平行な状態）を含みうる。
【００３５】
対向導体板３０と地板１０とは、互いに対向配置されることで、対向導体板３０の面積や、対向導体板３０と地板１０との間隔に応じた静電容量を形成する。対向導体板３０は、短絡部４０が備えるインダクタンスと対象周波数において並列共振する静電容量を形成する大きさに形成されている。対向導体板３０の面積は、所望の静電容量を提供するように（ひいては対象周波数で動作するように）適宜設計されればよい。例えば対向導体板３０は、一辺が電気的に１２ｍｍｍの正方形状に形成されている。対向導体板３０の表面での波長は支持板２０の波長短縮効果によって６０ｍｍ程度となるため、１２ｍｍという値は、電気的に０．２λに相当する。もちろん、対向導体板３０の一辺の長さは適宜変更可能であり、１４ｍｍや、１５ｍｍ、２０ｍｍ、２５ｍｍなどであっても良い。
【００３６】
なお、ここでは一例として対向導体板３０の形状は正方形とするが、その他の構成として、対向導体板３０の平面形状は、円形や、正八角形、正六角形などであってもよい。また、対向導体板３０は、長方形状や長楕円形などであってもよい。対向導体板３０は２方向線対称形状であることが好ましい。また、対向導体板３０は、円形や正方形、長方形、平行四辺形など、点対称な図形であることがより好ましい。
【００３７】
対向導体板３０には、スリットが設けられたり、角部を丸められたりしていても良い。例えば１対の対角部分に縮退分離素子としての切り欠き部が設けられていてもよい。対向導体板３０の縁部は、部分的に又は全体的にミアンダ形状に設定されていても良い。対向導体板３０の縁部に設けられた、動作に影響を与えない程度の凹凸は無視して取り扱うことができる。
【００３８】
対向導体板３０には任意の位置に給電点３１が形成されている。給電点３１は、同軸ケーブルの内部導体と対向導体板３０とが電気的に接続される部分である。同軸ケーブルの内部導体は給電線に相当する。給電点３１は、同軸ケーブルの特性インピーダンスと、対象周波数における当該アンテナ装置１とのインピーダンスの整合が取れる位置に設けられればよい。換言すれば給電点３１は、リターンロスが所定の許容レベルとなる位置に設けられればよい。給電点３１は、例えば対向導体板３０の縁部や中央領域など、任意の位置に配置することができる。
【００３９】
なお、対向導体板３０への給電方式としては、直結給電方式や電磁結合方式など多様な方式を採用可能である。直結給電方式は、同軸ケーブルの内部導体と電気的に接続している（つまり給電用の）マイクロストリップ線路や導体ピン、ビア等が、対向導体板３０と直接接続される方式を指す。直結給電方式においてはマイクロストリップ線路等と対向導体板３０との接続点が対向導体板３０にとっての給電点３１に相当する。電磁結合方式は、給電用のマイクロストリップ線路等と対向導体板３０との電磁結合を利用した給電方式を指す。
【００４０】
対向導体板３０は、図３に示すように、或る１組の対辺がＸ軸と平行となり、かつ、他の組の対辺がＹ軸に平行となる姿勢で地板１０と対向配置されている。ただし、その中心が地板１０の中心からＸ軸方向に所定量ずれるように配置されている。具体的には、対向導体板３０は、その中心が、地板１０の中心からＸ軸方向へ電気的に対象波長の２０分の１（つまり０．０５λ）ずれた位置となるように配置されている。当該構成は、別の観点によれば地板１０を対向導体板３０に対して非対称に配置した構成に相当する。
【００４１】
なお、地板１０の中心（以降、地板中心）と、対向導体板３０の中心のＸ軸方向における距離（以降、地板オフセット量ΔＳａ）は、０．０５λに限定されない。地板オフセット量ΔＳａは０．０８λや、０．０４λ、０．２５λなどであってもよい。地板オフセット量ΔＳａは、λ／８に設定されていてもよい。地板オフセット量ΔＳａは、上面視において対向導体板３０が地板１０の外側にはみ出さない範囲において適宜変更可能である。対向導体板３０は、少なくとも全領域（換言すれば全面）が地板１０と対向するように配置されている。地板オフセット量ΔＳａは、地板１０の中心と対向導体板３０の中心のずれ量に相当する。
【００４２】
なお、図３では地板１０と対向導体板３０の位置関係を明示するために、支持板２０は透過させている（つまり図示を省略している）。図３に示す一点鎖線Ｌｘ１は、地板１０の中心を通ってＸ軸に平行な直線を表しており、一点鎖線Ｌｙ１は、地板１０の中心を通ってＹ軸に平行な直線を表している。二点鎖線Ｌｙ２は、対向導体板３０の中心を通ってＹ軸に平行な直線を表す。別の観点によれば直線Ｌｘ１は、地板１０や対向導体板３０にとっての対称軸に相当する。直線Ｌｙ１は地板１０にとっての対称軸に相当する。直線Ｌｙ２は対向導体板３０にとっての対称軸に相当する。
【００４３】
対向導体板３０は、地板１０と同心となる位置からＸ軸方向へ所定量ずらして配置されているため、一点鎖線Ｌｘ１は、対向導体板３０の中心も通る。つまり、一点鎖線Ｌｘ１は、Ｘ軸に平行な直線であって地板１０と対向導体板３０の中心を通る直線に相当する。直線Ｌｘ１と直線Ｌｙ１との交点が地板中心に相当し、直線Ｌｘ１と直線Ｌｙ２の交点が対向導体板３０の中心（以降、導体板中心）に相当する。導体板中心は、対向導体板３０の重心に相当する。本実施形態では対向導体板３０が正方形状であるため、導体板中心とは、対向導体板３０の２つの対角線の交点に相当する。なお、地板１０と対向導体板３０とが同心となる配置態様とは、上面視において対向導体板３０の中心と地板１０の中心とが重なる配置態様に相当する。
【００４４】
短絡部４０は、地板１０と対向導体板３０とを電気的に接続する導電性の部材である。短絡部４０は、導電性のピン（以降、ショートピン）を用いて実現されれば良い。短絡部４０としてのショートピンの径や長さを調整することによって、短絡部４０が備えるインダクタンスを調整することができる。
【００４５】
なお、短絡部４０は、一端が地板１０と電気的に接続され、他端が対向導体板３０と電気的に接続された線状の部材であればよい。アンテナ装置１がプリント配線板を基材として用いて実現される場合には、プリント配線板に設けられたビアを短絡部４０として利用することができる。
【００４６】
短絡部４０は、例えば導体板中心に位置するように設けられている。なお、短絡部４０の形成位置は、厳密に導体板中心と一致している必要はない。短絡部４０は導体板中心から数ｍｍ程度ずれていてもよい。短絡部４０は、対向導体板３０の中央領域に形成されていれば良い。対向導体板３０の中央領域とは、導体板中心から縁部までを１：５に内分する点を結ぶ線よりも内側の領域を指す。中央領域は、別の観点によれば、対向導体板３０を６分の１程度に相似縮小した同心図形が重なる領域に相当する。
【００４７】
＜アンテナ装置１の作動について＞
このように構成されたアンテナ装置１の動作を説明する。アンテナ装置１は、対向導体板３０はその中央領域に設けられた短絡部４０で地板１０に短絡されており、かつ、対向導体板３０の面積は、短絡部４０が備えるインダクタンスと対象周波数において並列共振する静電容量を形成する面積となっている。
【００４８】
このため、インダクタンスと静電容量との間のエネルギー交換によって並列共振（いわゆるＬＣ並列共振）が生じ、地板１０と対向導体板３０との間には、地板１０および対向導体板３０に対して垂直な電界が発生する。この垂直電界は、短絡部４０から対向導体板３０の縁部に向かって伝搬していき、対向導体板３０の縁部において、垂直電界は地板１０に垂直な偏波面を持つ直線偏波（以降、地板垂直偏波）になって空間を伝搬していく。なお、ここでの地板垂直偏波とは、電界の振動方向が地板１０や対向導体板３０に対して垂直な電波を指す。アンテナ装置１が水平面に平行な姿勢で使用されている場合、地板垂直偏波は、電界振動方向が地面に垂直な偏波（いわゆる垂直偏波）を指す。
【００４９】
垂直電界の伝搬方向は、図４に示すように短絡部４０を中心として対称である。そのため、図５に示すように、アンテナ水平面の全方位に対して同程度の利得を有する。換言すれば、アンテナ装置１は対象周波数において、対向導体板３０の中央領域から縁部に向かう全方向（つまりアンテナ水平方向）に指向性を有する。故に、地板１０が水平となるように配置されている場合、アンテナ装置１は水平方向にメインビームを備えるアンテナとして機能する。なお、ここでのアンテナ水平面とは、地板１０及び対向導体板３０に平行な平面を指す。また、なお、ここでのアンテナ水平方向とは、対向導体板３０の中心からその縁部に向かう方向を指す。アンテナ水平方向は、別の観点によれば、対向導体板３０の中心を通る地板１０への垂線に直交する方向を指す。アンテナ水平方向は、アンテナ装置１にとっての横方向（換言すれば側方）に相当する。
【００５０】
なお、短絡部４０は導体板中心に配置されているため、対向導体板３０に流れる電流は、短絡部４０を中心として対称となる。そのため、対向導体板３０において導体板中心から或る方向に流れる電流が発するアンテナ高さ方向の電波は、逆向きに流れる電流が発する電波によって相殺される。つまり、対向導体板３０に励起される電流は、電波の放射に寄与しない。故に、図６に示すようにアンテナ上方向には電波を放射しない。以降では便宜上、地板１０と対向導体板３０との間に形成される静電容量と、短絡部４０が備えるインダクタンスのＬＣ並列共振によって動作するモードのことをＬＣ共振モードと称する。当該ＬＣ共振モードは、地板１０に対する対向導体板３０の電圧振動を利用する動作モードに相当する。ＬＣ共振モードは０次共振モードに相当する。ＬＣ共振モードとしてのアンテナ装置１は電圧系アンテナに相当する。
【００５１】
また、対向導体板３０から見て地板１０が非対称に形成されていることに起因して、アンテナ装置１は、地板１０からも電波を放射する。具体的には次の通りである。本実施形態のアンテナ装置１において対向導体板３０は、地板１０と同心となる位置からＸ軸方向へ電気的に対象波長の２０分の１（つまりλ／２０）ずれた位置となるように配置されている。地板オフセット量ΔＳａをλ／２０に設定した態様によれば、Ｘ軸方向の端部からλ／１０以内となる領域が対向導体板３０にとっての非対称部１１となる。ここでの非対称部１１とは、地板１０において対向導体板３０から見て非対称となる領域を指す。図７及び図８において非対称部１１には、その領域を明示するためにドットパターンのハッチングを施している。便宜上、地板１０において対向導体板３０からみて対称性を有する最大領域を対称性維持部１２とも記載する。対称性維持部１２は、地板１０の縁部の一部を含むように設定される。対称性維持部１２の中央領域から端部までのＸ軸方向の長さはＬ／２−ΔＳａとなる。対称性維持部１２の中心と、対向導体板３０の中心は上面視において一致する。
【００５２】
図７は地板１０に流れる電流を概念的に示した図である。シミュレーションの結果、ＬＣ並列共振によって地板１０に流れる電流は、主として、地板１０の縁部に沿って流れることが確認されている。図７において矢印の大きさは電流の振幅を表している。図７では支持板２０は透過させている（つまり図示を省略している）。
【００５３】
対向導体板３０から短絡部４０を通り、地板１０に流れ込む電流は、短絡部４０から地板１０の長手方向の両側に流れる。地板１０にとっての電流の出入り口となる短絡部４０は、対称性維持部１２の長手方向中心に設けられている。そのため、対称性維持部１２においては、短絡部４０からＸ軸方向の両端に向かって流れる電流は、向きが逆で大きさは等しい。故に、対称性維持部１２の中央から或る方向（例えばＸ軸正方向）に流れる電流により生じる電磁波は、図８に示すように逆方向（例えばＸ軸負方向）に流れる電流が形成する電磁波によって相殺される（つまり打ち消される）。したがって、実質的には対称性維持部１２からは電波は放射されない。
【００５４】
ただし、非対称部１１に流れる電流が発する電波については打ち消されずに残る。換言すれば、非対称部１１の縁部は放射素子（実態的には線状アンテナ）として作用する。地板１０から放射される電波は、電界が地板１０と平行な方向に振動する直線偏波（以降、地板平行偏波）となる。具体的には、地板１０から放射される電波は、電界の振動方向がＸ軸に平行な直線偏波（以降、Ｘ軸平行偏波）となる。また、当該地板平行偏波はＸ軸に直交する方向に放射される。つまり、地板平行偏波は、アンテナ装置１にとっての上方向（以降、アンテナ上方向）にも放射される。
【００５５】
以降では便宜上、地板１０の非対称部１１の縁部に流れる線状電流を利用する動作モードのことを地板励振モードと称する。地板励振モードは、非対称部１１と対称性維持部１２が連なる方向（ここではＸ軸方向）に電界が振動する直線偏波を、当該縁部に垂直な方向に放射する動作モードに相当する。地板励振モードとしてのアンテナ装置１は、誘起電流によって電波を放射する、電流系アンテナに相当する。アンテナ装置１が水平面に平行な姿勢で使用されている場合、地板平行偏波は、電界振動方向が地面に平行な直線偏波（つまり水平偏波）に相当する。図９は、地板オフセット量ΔＳａの電気長が０．０５λに設定されているアンテナ装置１の地板励振モードでの放射特性をシミュレーションした結果を示す図である。
【００５６】
以上で述べたように、本実施形態のアンテナ装置１は、アンテナ水平方向にビームを形成するＬＣ共振モードと、アンテナ上方向にビームを形成する地板励振モードとの両方で同時に動作しうる。なお、非対称部１１のＸ軸方向の長さ（以降、非対称部幅Ｗ）と、アンテナ水平方向の利得と、アンテナ上方向の利得との関係をシミュレーションしたところ、板垂直方向の利得と地板平行方向の利得の比は、非対称部５１１のＸ軸方向の長さ（以降、非対称部幅Ｗ）に応じて変動することが確認されている。非対称部幅Ｗは、所望の利得比が得られるように適宜調整されればよい。
【００５７】
ただし、地板垂直方向の利得と地板平行方向の利得の比は、非対称部幅Ｗだけでなく、アンテナ装置１の下側（換言すれば背面側）に存在する金属体である背面金属体と地板１０との離隔の影響も受ける。図１０は地板１０の下側４ｍｍの位置に地板１０よりも大きい導体板が配置されている場合の特性を示している。非対称部幅Ｗは、背面金属体と地板１０との離隔も鑑みて、所望の利得比が得られるようにシミュレーション等に基づき設計されている。前述の通り、ここでは非対称部幅Ｗは０．１λに設定されているが、他の態様として、０．２５λに設定されていてもよい。なお、非対称部幅Ｗは地板オフセット量ΔＳａの２倍値に相当する。故に、非対称部幅Ｗが０．２５λとなる構成とは、地板オフセット量ΔＳａを０．１２５λに設定した構成に相当する。
【００５８】
なお、アンテナ装置１が電波を送信（放射）する際の作動と、電波を受信する際の作動は、互いに可逆性を有する。つまり上記アンテナ装置１によれば、アンテナ水平方向から到来する地板垂直偏波を受信できるとともに、アンテナ上方向から到来する地板平行偏波を受信できる。
【００５９】
［実施形態のまとめ］
アンテナ装置１は、ＬＣ共振モードで動作することにより、アンテナ水平方向の全方向に地板垂直偏波を送受信できる。また、それと同時にアンテナ装置１は地板励振モードで動作することにより、アンテナ上方向に地板平行偏波を送受信できる。このように、アンテナ装置１は、互いに直交する方向にそれぞれ異なる偏波面を有する電波を送受信できる。
【００６０】
しかも、アンテナ装置１は、アンテナ水平方向への垂直偏波を、地板１０と対向導体板３０との間に形成される静電容量と、短絡部４０が備えるインダクタンスとの並列共振を利用して発生させる。特許文献１に開示される構成では、アンテナ水平方向への垂直偏波を送受信するためにはλ／４の電気長が必要になるのに対して、アンテナ装置１ではλ／１００程度の高さ（換言すれば厚み）で実現可能である。つまり、アンテナ装置１の高さ方向の大きさを小型化できる。
【００６１】
加えて、このアンテナ装置１は、非対称部１１が対称性維持部１２の隣に配置（実態的には延設）されていることにより、地板励振モードとして動作する。つまり、ＬＣ共振アンテナとしてのアンテナ装置１に、さらにアンテナ上方向の指向性を付加するための構成としては、地板１０を対向導体板３０に対して非対称となる位置に設ければ良い。上述の非対称部１１は、ＬＣ共振アンテナが備える地板１０の一部を援用して実現できる。故に、本実施形態の構成によれば、水平偏波用のアンテナを、垂直偏波用のアンテナとは別に備える場合よりも、製造に要するコストを低減することができる。
【００６２】
＜アンテナ装置１の使用方法について＞
上述したアンテナ装置１は、例えば図１１に示すように、車両のＢピラー５１の車室外側の面に、地板１０がＢピラー５１の表面と対向し、かつ、Ｘ軸方向がＢピラー５１の長手方向（換言すれば車両高さ方向）に沿う姿勢で取り付け使用されればよい。あるいは、ドアパネル内部においてＢピラー５１と重なる部分に、上記の姿勢にて取り付けられていても良い。
【００６３】
以上の取り付け姿勢によれば、アンテナ装置１にとってのＺ軸方向（換言すればアンテナ上方向）は、車両の側面に直交する方向（つまり車幅方向）に相当し、アンテナ水平方向は、車両側面部に沿う（換言すれば平行な）方向となる。当該取り付け姿勢によれば、図１２に示すように、車両側面部に平行な方向と、車幅方向の両方に指向性を形成する事ができる。
【００６４】
なお、アンテナ装置１の取付位置及び取付姿勢は上記の例に限定されない。アンテナ装置１は、Ａピラー５２やＣピラーの車室外側の面、ロッカー部（換言すればサイドシル）５４、アウタードアハンドル５５の内部／付近など、車両外面部の任意の位置に取り付けることができる。例えば、アンテナ装置１は、アウタードアハンドル５５の内部に、Ｘ軸方向がハンドルの長手方向に沿い、かつ、Ｙ軸が車両高さ方向に沿う姿勢で収容されていても良い。
【００６５】
ただし、アンテナ装置１は、車両が備える平坦な金属製ボディ部分（以降、車両金属体５０）に、地板１０が車両金属体５０と対向する姿勢で取り付けられることが好ましい。車両金属体５０上にアンテナ装置１を取り付けた態様によれば、図１３に示すように車両金属体５０が地板１０にとっての地板（以降、親地板）として作用し、アンテナ装置１の動作が安定する。
【００６６】
以上、本開示の第１実施形態を説明したが、本開示は上述の第１実施形態に限定されるものではなく、以降で述べる種々の変形例も本開示の技術的範囲に含まれる。さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。例えば下記の種々の変形例は、技術的な矛盾が生じない範囲において適宜組み合わせて実施することができる。また、第１実施形態及びその変形例にて記載の構成は後述する第２実施形態として開示の構成に適用することができる。
【００６７】
［変形例１］
アンテナ装置１は、図１３に示すように、地板１０の下側に地板１０よりも大きい親地板５０ａを備えていても良い。親地板５０ａは、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向の何れにおいても１波長以上の長さを有する導体部材であることが好ましい。地板１０を第１の地板とすれば、親地板５０ａは第２の地板に相当する。親地板５０ａとしての導体部材は、地板１０と対向する表面が概ね平坦な部材であればよい。
【００６８】
親地板５０ａは地板１０と所定の間隔をおいて対向配置されている。親地板５０ａは、例えば図１４の（Ａ）に示すように、アンテナ装置１の樹脂製のケース６０の内側底面部に配置されている。なお、親地板５０ａは、図１４の（Ｂ）に示すように、アンテナ装置１のケース６０の外側底面部に配置されていてもよい。ケース６０と親地板５０ａとは一体的に形成されていても良い。また、ケース６０の底部は金属にて実現されていても良い。その場合には、金属製のケース底部が親地板５０ａに相当する。その他、親地板５０ａとしては、車両金属体５０を援用することもできる。
【００６９】
［変形例２］
アンテナ装置１は、変形例１にて言及している通り、地板１０や、対向導体板３０、短絡部４０が形成されている支持板２０を収容するケース６０を備えていても良い。ケース６０は例えば上下方向に分離可能に構成されているアッパーケースとロアケースとが組み合わさることで構成されている。ケース６０は、例えばポリカーボネート（ＰＣ：polycarbonate）樹脂を用いて構成されている。なお、ケース６０の材料としては、ＰＣ樹脂にアクリロニトリルブタジエンスチレン共重合体（いわゆるＡＢＳ）を混ぜた合成樹脂や、ポリプロピレン（ＰＰ：polypropylene）など、多様な樹脂を採用できる。ケース６０は、ケース底部６１、ケース側壁部６２、及びケース天板部６３を備える。ケース底部６１は、ケース６０の底を提供する構成である。ケース底部６１は、平板状に形成されている。ケース６０内において回路基板１００は、地板１０がケース底部６１と対向するように配置されている。ケース底部９１と地板１０との離隔はλ／２５以下に設定されていることが好ましい。
【００７０】
ケース側壁部６２は、ケース６０の側面を提供する構成であって、ケース底部６１の縁部から上方に向かって立設されている。ケース側壁部６２の高さは、例えば、ケース天板部６３の内面と対向導体板３０との離隔がλ／２５以下となるように設計されている。ケース天板部６３は、ケース６０の上面部を提供する構成である。本実施形態のケース天板部６３は平板状に形成されている。なお、ケース天板部６３の形状としては、その他、ドーム型など多様な形状を採用することができる。ケース天板部６３は、内面が支持板２０の上面（ひいては対向導体板３０）と対向するように構成されている。
【００７１】
上記構成のようにケース天板部６３が対向導体板３０の近くに存在する場合には、ＬＣ共振モードによって放射される垂直電界が、対向導体板３０の縁部から上側に回り込むことを抑制し、アンテナ水平方向への放射利得を高めることができる。ここでの対向導体板３０の近くとは、例えば対向導体板３０からの距離が電気的に対象波長の２５分の１以下となる領域を指す。また、上記構成のようにケース底部６１が地板１０の近くに存在する場合には、ＬＣ共振モードによって放射される垂直電界が、地板１０の縁部から下側に回り込むことを抑制し、アンテナ水平方向への放射利得を高めることができる。
【００７２】
加えて、アンテナ装置１がケース６０を備える場合、ケース６０の内部には、シリコン等のシール材７０を充填されていることが好ましい。シール材７０は封止材に相当する。ケース６０内にシール材７０を充填した構成によれば、対向導体板３０の上方に位置するシール材７０が、対向導体板３０の端部から上側への地板垂直偏波の回り込みを抑制し、アンテナ水平方向への放射利得を向上させる効果を奏する。ケース６０は、少なくとも側面部及び上面部が所定の比誘電率を有する樹脂又はセラミックにて形成されていれば良い。また、ケース６０内にシール材７０を充填した構成によれば、防水性や防塵性、耐振動性も向上させる事ができる。
【００７３】
加えて、ケース天板部６３には、図１５に示すように、対向導体板３０の縁部と当接する上側リブ６３１が形成されていても良い。上側リブ６３１は、ケース天板部６３の内側面に、下方向かって形成された凸状の構成である。上側リブ６３１は、対向導体板３０の縁部と当接するように設けられている。上側リブ６３１は、ケース６０内における支持板２０の位置を固定するとともに、対向導体板３０の端部から上側への地板垂直偏波の回り込みを抑制し、アンテナ水平方向への放射利得を向上させる効果を奏する。上側リブ６３１において対向導体板３０の縁部と連接する垂直面（つまり外側面）には、銅箔等の金属パターンが付与されていても良い。
【００７４】
なお、ケース６０と親地板５０ａは独立した構成であるため、どちらか一方のみを導入することもできる。例えば、アンテナ装置１は、親地板５０ａを備えずに、ケース６０を備えていてもよい。アンテナ装置１がケース６０を備える場合のシール材７０の充填も必須の要素ではない。上側リブ６３１もまた任意の要素である。なお、シール材７０としてはポリウレタンプレポリマーなど、ウレタン樹脂を採用することができる。もちろん、シール材７０としては、その他、エポキシ樹脂やシリコン樹脂など多様な材料を採用することができる。ケース天板部６３や上側リブ６３１、シール材７０は、ＬＣ共振モードによって放射される垂直電界が、対向導体板３０の縁部から上側に回り込むことを抑制する役割を担う構成（以降、電波遮断体）に相当する。変形例２として開示の構成は、対向導体板３０の上側に、導体又は誘電体を用いて構成されている電波遮断体を配置した構成に相当する。
【００７５】
なお、上側リブ６３１を含むケース６０や、シール材７０は、比誘電率が高く、かつ、誘電正接が小さいものが好ましい。例えば比誘電率が２．０以上であって、かつ、誘電正接が０．０３以下であるものが好ましい。誘電正接が高いと放射エネルギーが熱損失として失われる量が増大する。そのため、ケース６０やシール材７０は、誘電正接がより小さい材料を用いて実現されていることが好ましい。また、ケース６０やシール材７０は、誘電率が高いほど電界の回り込みを抑制するように作用する。換言すれば、ケース６０やシール材７０の誘電率が高いほど、アンテナ水平方向の利得向上効果は向上する。故に、ケース６０やシール材７０の材料としては、誘電率が高い誘電体を用いて実現されていることが好ましい。
【００７６】
ケース９０が備えるケース底部９１及びケース天板部９３の何れか一方は省略されていても良い。ケース９０の上側又は下側の何れか一方が省略される場合（つまり開口部となる場合）、シール材７０はアンテナ装置１が使用される環境の温度として想定される範囲（以降、使用温度範囲）において固形を維持する樹脂を用いて実現されていることが好ましい。使用温度範囲は例えば−３０℃〜１００℃とすることができる。
【００７７】
［変形例３］
支持板２０において対向導体板３０が配置されている側の面（以降、支持板上側面２０ａ）には、図１６に示すように、変復調回路や電源回路などを含む回路部８０が形成されていてもよい。回路部８０は、ＩＣや、アナログ回路素子、コネクタなど、多様な部品の電気的集合体である。当該構成は、支持板２０としてのプリント基板上に地板１０や対向導体板３０、短絡部４０、回路部８０を配置することによってアンテナ装置１が実現されている構成に相当する。図１６中に示す８１は、対向導体板３０に給電するためのマイクロストリップ線路を示している。回路部８０は例えば支持板上側面２０ａにおいて非対称部１１の上方に位置する領域などに形成されていればよい。
【００７８】
［変形例４］
地板１０に対する対向導体板３０の配置態様は、実施形態として開示した構成に限定されない。対向導体板３０は地板１０と同心となる位置からずれた位置に配置されていればよい。地板１０に対する対向導体板３０の配置態様としては、図１７〜図２０に例示するように多様な配置態様を採用することができる。図１７〜図２０では地板１０と対向導体板３０の位置関係を明示するために、支持板２０は透過させている（つまり図示を省略している）。各図において非対称部１１に相当する領域には、図７と同様にドットパターンのハッチングを付与している。各図の寸法は一例であって適宜変更可能である。
【００７９】
なお、図１８に示すＬｘ２は、対向導体板３０の中心を通ってＸ軸に平行な直線を示している。図１８に開示の構成は、対向導体板３０を地板１０と同心となる位置からＹ軸方向に所定量ずらして配置した構成に相当する。地板１０に対して対向導体板３０のオフセット配置する方向である導体板オフセット方向は、必ずしも地板１０の長手方向（つまりＸ軸方向）に限定されない。導体板オフセット方向は地板１０の短手方向であってもよい。なお、導体板オフセット方向は、対向導体板３０から見て地板１０の非対称部１１が存在する方向に相当する。図１９では対向導体板３０を円形に形成されている態様を例示している。前述の通り、地板１０や対向導体板３０の形状も多様な形状を採用することができる。
【００８０】
また、図２０に示すように、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれに非対称部１１を設けた構成によれば、Ｘ軸に平行な縁部とＹ軸に平行な縁部のそれぞれが放射素子として機能しうる。図２０におけるΔＳａ１はＸ軸方向の地板オフセット量ΔＳａを表しており、ΔＳａ２はＹ軸方向の地板オフセット量ΔＳａを表している。ΔＳａ１とΔＳａ２は同じ値であってもよいし、異なる値であっても良い。
【００８１】
図２０に示す構成によれば、Ｘ軸平行偏波と、電界振動方向がＹ軸に平行な直線偏波（以降、Ｙ軸平行偏波）の両方をアンテナ上方向に放射可能となる。具体的には、ΔＳａ１に応じたＸ軸平行偏波と、ΔＳａ２に応じたＹ軸平行偏波とが合成されて成る斜め偏波が放射可能となる。ΔＳａとΔＳａ２の比率を調整することで、斜め偏波を構成するＸ軸平行偏波とＹ軸平行偏波の比率を任意に調整できる。なお、図２０に示す構成とは、対向導体板３０を地板１０と同心となる位置からＸ軸方向に所定量ずらすとともに、さらにＹ軸方向に所定量ずらして配置した構成に相当する。
【００８２】
［変形例５］
対称性維持部１２と非対称部１１とは、図２１に示すように物理的に分断されてあって、スイッチ１３を用いて両者の電気的な接続状態が切替可能に構成されていても良い。対称性維持部１２と非対称部１１との離隔は、両者が対象周波数に置いて電磁結合しない程度の値に、シミュレーションに基づき設定されていれば良い。スイッチ１３がオフに設定されている場合、アンテナ装置１はＬＣ共振モードでのみ動作する。スイッチ１３がオンに設定されている場合、アンテナ装置１はＬＣ共振モードと地板励振モードの両方で動作する。当該構成によれば、スイッチ１３のオンオフによって、アンテナ装置１が地板励振モードで動作するか否かを制御可能となる。なお、本変形例の構成において、非対称部幅Ｗはλ／４や、λ／２など、λ／４の整数倍に設定されていることが好ましい。そのような設定によれば、地板励振モードとしての利得を高めることができる。
【００８３】
［変形例６］
短絡部４０は、図２２に示すように、対向導体板３０の中心からＹ軸方向に所定量（以降、短絡部オフセット量ΔＳｂ）だけずれた位置に配置されていてもよい。当該構成によれば、対向導体板３０上での電流分布の対称性が崩れ、対向導体板３０からＹ軸方向に平行な直線偏波が放射されるようになる。具体的には次の通りである。
【００８４】
第１実施形態のアンテナ装置１のように短絡部４０が対向導体板３０の中心に配置されている構成においては、対向導体板３０に流れる電流は、図２３に示すように短絡部４０を中心として対称となる。そのため、対向導体板３０において短絡部４０と対向導体板３０との接続点（以降、短絡箇所）から見て或る方向に流れる電流が発する電波は、逆向きに流れる電流が発する電波によって相殺される。
【００８５】
対して、短絡部４０が対向導体板３０の中心からＹ軸方向に所定量ずれた位置に配置されている構成においては、図２４の（Ａ）に示すように対向導体板３０に流れる電流分布の対称性が崩れる。そのため、同図（Ｂ）に示すようにＹ軸方向の電流成分が放射する電波が打ち消されずに残る。つまり、短絡部４０が対向導体板３０の中心からＹ軸方向に所定量ずれた位置に配置されている構成においては、電界がＹ軸な平行な向きに振動する直線偏波が、対向導体板３０から上方に向けて放射される。なお、Ｘ軸方向の電流成分は対称性が維持されるため、Ｘ軸方向に電界が振動する直線偏波は打ち消し合う。つまり、Ｘ軸方向に電界が振動する直線偏波は対向導体板３０からは放射されない。
【００８６】
もちろん、上記の構成によれば、対向導体板３０と地板１０との間に形成される静電容量と短絡部４０が提供するインダクタンスとの並列共振によって、アンテナ水平方向への地板垂直偏波は放射される。つまり、上記の構成によれば、アンテナ水平方向への地板垂直偏波、アンテナ上方向へのＸ軸平行偏波、及びアンテナ上方向へのＹ軸平行偏波それぞれ同時に放射可能となる。なお、アンテナ上方向へのＸ軸平行偏波の放射は、地板１０の非対称部１１によって提供される。アンテナ上方向へのＹ軸平行偏波の放射は、短絡部４０のＹ軸方向へのオフセット配置によって提供される。
【００８７】
なお、対向導体板３０の中心に対して短絡部４０をずらす方向（以降、短絡部オフセット）は、導体板オフセット方向と直交する方向となっていればよい。当該構成によれば、アンテナ上方向に放射される直線偏波として、電界振動方向が互いに直交する二種類の直線偏波を放射可能となる。
【００８８】
短絡部４０は、対向導体板３０の中央領域内に形成されていればよい。短絡部オフセット量ΔＳｂは、アンテナ水平方向への全指向性（換言すれば無指向性）を維持するため０．０４λ以下に設定されていることが好ましい。また、短絡部オフセット量ΔＳｂは例えば０．００４λ（＝０．５ｍｍ）や、０．００８λ（＝１．０ｍｍ）、０．０１２λ（＝１．５ｍｍ）など、０．０２λ（＝２．５ｍｍ）以下の値に設定されている好ましい。短絡部オフセット量ΔＳｂを変更することにより、アンテナ上方向へのＹ軸平行偏波の放射利得を調整することができる。また、短絡部オフセット量ΔＳｂを変更しても動作周波数が変化しない。なお、給電点３１の位置を一定とする場合には、短絡部オフセット量ΔＳｂに応じて電圧定在波比（ＶＳＷＲ：Voltage Standing Wave Ratio）は変動しうる。ただし、給電点３１は任意の位置とすることができるため、短絡部オフセット量ΔＳｂに応じた位置に給電点３１を設けることにより、対象周波数におけるＶＳＷＲは実用レベル（例えば３以下）に抑制することができる。つまり、短絡部４０の位置に応じて給電点３１の位置を調整することにより、リターンロスを所望の許容レベルに抑制できる。
【００８９】
［第２実施形態］
上述した第１実施形態では、対向導体板３０が、地板１０の中心からずれた位置に配置されていることを前提とした構成を開示したが、アンテナ装置１の構成はこれに限定されない。アンテナ装置１が変形例６に開示の構成を備える場合には、図２５及び図２６に示すように、対向導体板３０は地板１０と同心となる位置に配置されていても良い。換言すれば、短絡部４０が対向導体板３０の中心からずれた位置に配置されている構成においては、地板１０は非対称部１１を備えていなくとも良い。図２５に示すＬｘ２、Ｌｙ２は対向導体板３０の対称軸を示している。図２６に示すＬｘ１、Ｌｙ１は地板１０の対称軸を示している。
【００９０】
第１、第２実施形態で開示の通り、アンテナ上方向への地板平行偏波の放射は、短絡部４０を対向導体板３０の中心から対称軸に沿う方向にずらして配置した構成と、地板１０に非対称部１１を付加した構成の少なくとも何れか一方を用いて実現されればよい。なお、他の態様としては特開２０１６−１５６８８号公報に開示されているように、対向導体板３０の対称軸上に第２の給電点を配置することによって対向導体板３０をパッチアンテナとして動作させる構成（以降、比較構成）も考えられる。ただし、当該比較構成では、給電点が２つ必要となるため回路が複雑化してしまう。これに対し、第１、第２実施形態の構成によれば、対向導体板３０が備えるべき給電点は１つでよいため、回路構成を簡略化することができる。
【符号の説明】
【００９１】
１  アンテナ装置、１０  地板、１１  非対称部、１２  対称性維持部、１３  スイッチ、２０  支持板、３０  対向導体板、３１  給電点、４０  短絡部、５０  車両金属体、５０ａ  親地板、６０  ケース、６１  ケース底部、６２  ケース側壁部、６３  ケース天板部、６３１  上側リブ（電波遮断体）、７０  シール材（電波遮断体）、８０  回路部、Ｗ  非対称部幅、ΔＳａ  地板オフセット量、ΔＳｂ  短絡部オフセット量
【図１】
2020161957.tif 000003
【図２】
2020161957.tif 000004
【図３】
2020161957.tif 000005
【図４】
2020161957.tif 000006
【図５】
2020161957.tif 000007
【図６】
2020161957.tif 000008
【図７】
2020161957.tif 000009
【図８】
2020161957.tif 000010
【図９】
2020161957.tif 000011
【図１０】
2020161957.tif 000012
【図１１】
2020161957.tif 000013
【図１２】
2020161957.tif 000014
【図１３】
2020161957.tif 000015
【図１４】
2020161957.tif 000016
【図１５】
2020161957.tif 000017
【図１６】
2020161957.tif 000018
【図１７】
2020161957.tif 000019
【図１８】
2020161957.tif 000020
【図１９】
2020161957.tif 000021
【図２０】
2020161957.tif 000022
【図２１】
2020161957.tif 000023
【図２２】
2020161957.tif 000024
【図２３】
2020161957.tif 000025
【図２４】
2020161957.tif 000026
【図２５】
2020161957.tif 000027
【図２６】
2020161957.tif 000028