(57)【要約】【課題】本発明は、アンテナ損失を抑制可能な平面アンテナ及びアンテナ装置を提供することを目的とする。【解決手段】平面アンテナ１００は、電磁波を送受信し、前記電磁波の反射壁を構成する複数のアンテナ導体１３と、複数のアンテナ導体１３を接続する接続導体１１と、複数のアンテナ導体１３および接続導体１１に対向し、電磁波の反射壁を構成する対向導体１６と、複数のアンテナ導体１３と対向導体１６との間に隙間が形成されるように、接続導体１１を支持する支持部１５３と、を備える。【選択図】図１９
2020114027.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁波を送受信し、前記電磁波の反射壁を構成する複数のアンテナ導体と、
前記複数のアンテナ導体を接続する接続導体と、
前記複数のアンテナ導体および前記接続導体に対向し、前記電磁波の反射壁を構成する対向導体と、
前記複数の前記アンテナ導体と前記対向導体との間に隙間が形成されるように、前記接続導体を支持する支持部と、
を備える平面アンテナ。
【請求項２】
請求項１に記載の平面アンテナと、
前記平面アンテナにおいて送受信される電磁波の電力変換を行う電力変換器と、
を備えるアンテナ装置。
【請求項３】
前記電力変換器に接続される高周波回路をさらに備える、請求項２に記載のアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平面アンテナ及びアンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、誘電体層を挟んで両面に導体層を配置した平面アンテナが開示されている。この平面アンテナでは、誘電体として、従来の誘電体の材料として用いられていた発砲ポリエチレンに代えて、ポリオレフィン樹脂及びガラスファイバーを積層した材料が用いられている。これにより、特許文献１の平面アンテナは、高いアンテナ特性を得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−８９９９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の平面アンテナでは、誘電体の材料及び構成を従来の材料から変更することで高いアンテナ特性を得ているものの、誘電体の存在によるアンテナ特性への影響が少なからずあった。つまり、特許文献１のアンテナでは、誘電体を挟んだ両導体間を電磁波が反射しながら誘電体内を進むことで、電磁波の送受信が行われる。よって、電磁波の強度は、誘電体の存在によって損失を受け、結果としてアンテナの送受信特性が損失を受けるという問題があった。そのため、さらなるアンテナ損失の抑制が可能な構成が求められていた。
【０００５】
そこで、本発明は、アンテナ損失を抑制可能な平面アンテナ及びアンテナ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一観点に係る平面アンテナは、少なくとも１つのアンテナ導体と、対向導体と、少なくとも１つの支持部と、を備える。アンテナ導体は、電磁波を送受信し、前記電磁波の反射壁を構成する。対向導体は、前記アンテナ導体に対向し、前記電磁波の反射壁を構成する。支持部は、前記少なくとも１つの前記アンテナ導体と前記対向導体との間に隙間を形成する。
【０００７】
上記構成によれば、互いに電磁波の反射壁となるアンテナ導体と対向導体とは、それらの間に隙間を有するよう支持部により支持されているため、アンテナ導体と対向導体との間には、比誘電率が約１．０である空気が介在する。空気は、アンテナ導体と対向導体との間に誘電体材料を介在させる場合よりも比誘電率が小さいため、アンテナ導体と対向導体との間を伝搬する電磁波の電力損失を抑えることができる。
【０００８】
また、支持部は、対向導体に対してアンテナ導体を支持すればよいため、簡単な構成でアンテナ導体と対向導体との間に空気を介在させることができる。さらに、アンテナ導体を別途の基板で支持する必要がないため、平面アンテナの小型化、軽量化及び低コスト化を実現できる。
【０００９】
上記平面アンテナにおいては、前記平面アンテナの平面視において、前記アンテナ導体の中央近傍を通り、前記電磁波の共振方向と直交する直交方向に延びる直線上に、前記少なくとも１つの支持部が設けられていることができる。
【００１０】
アンテナ導体を反射壁とする電磁波は共振状態にあり、定在波が生じている。このとき、アンテナ素子の共振方向の中央部では、定在波の節が位置する。そして、アンテナ導体の中央近傍を通り、共振方向と直交する直線は、定在波の節の位置に対応して延びている。よって、中央近傍を通る直線上では、電磁波の電界強度が中央近傍以外の他の領域に比べて小さい。そこで、この直線上において支持部とアンテナ導体とを接続することで、支持部を設けることにより生じる、アンテナ導体と対向導体との間を伝搬する電磁波への影響を抑制し、アンテナ損失を抑制できる。
【００１１】
なお、「中央近傍」とは、アンテナ導体のうち電界強度の小さい領域であればよく、アンテナ導体の中心部のみならず、中心部及びその近傍を含む意味である。また、「直交」には、概ね直交を含み、例えば、共振方向と直線とが約８０°〜約１００°の角度で交差する場合も含む。また、支持部は、少なくともアンテナ導体との接続部分が直線上に位置すればよく、必ずしも支持部全体が直線上に位置する必要はない。
【００１２】
上記平面アンテナにおいては、前記平面アンテナの平面視において、前記少なくとも１つの支持部は、前記アンテナ導体の中央近傍のうち、前記アンテナ導体の外周縁の辺を除く領域に配置されていることができる。
【００１３】
アンテナ導体の中央近傍は電磁波の電界強度が、中央近傍以外の領域よりも電界強度が小さい。しかし、アンテナ導体の辺は中央部に比べて、電磁波の強度が強くなる傾向にある。これは、アンテナ導体の辺では、アンテナ導体が空気と接することで、アンテナ導体の実効誘電率が変化し、この変化によって電磁波が集中し易くなることによると考えられる。上記構成では、支持部は、アンテナ導体の辺とは異なり、電磁波の強度が小さいアンテナ導体の辺を除く領域に配置されている。これにより、支持部を設けることにより生じる、アンテナ導体における電磁波への影響を抑制し、アンテナ損失を抑制できる。
【００１４】
上記平面アンテナにおいては、平面視において、前記アンテナ導体は、前記共振方向に沿って延びて互いに対向する一組の第１辺を含むことができる。このとき、前記支持部は、前記一組の第１辺それぞれの中央近傍に設けられており、前記対向導体に向かって延びる。
【００１５】
アンテナ導体の共振方向の中央近傍は、上述の通り、定在波の節の位置に対応しており、電磁波の電界強度が中央近傍以外の他の領域に比べて小さい。上記構成では、このアンテナ導体の共振方向の中央近傍において、各支持部が一組の第１辺それぞれから対向導体に向かって延びる。よって、支持部を設けることにより生じる、アンテナ導体における電磁波への影響を抑制し、アンテナ損失を抑制できる。
【００１６】
上記平面アンテナにおいては、平面視において、前記アンテナ導体は、前記共振方向に沿って延びて互いに対向する一組の第１辺を含むことができる。このとき、前記支持部は、前記一組の第１辺それぞれに接続されている。そして、前記支持部それぞれは、前記第１辺の中央近傍を始端として、前記アンテナ導体の平面方向に沿って前記アンテナ導体から離れた終端に向かって延びる水平部と、前記水平部の終端から前記対向導体に向かって延びる垂直部と、を含む。
【００１７】
アンテナ導体の共振方向の中央近傍は、上述の通り、定在波の節の位置に対応しており、電磁波の電界強度が中央近傍以外の他の領域に比べて小さい。しかし、アンテナ導体の第１辺では、アンテナ導体の中央部に比べて、電磁波の強度が大きくなる傾向にある。これは、第１辺では、アンテナ導体が空気と接することで、アンテナ導体の実効誘電率が変化し、この変化によって電磁波が集中し易くなることによると考えられる。
【００１８】
上記構成では、まず、支持部の水平部が、アンテナ導体の共振方向の中央近傍の第１辺を始点として、アンテナ導体から離れる終端に向かって平面に沿って延びる。つまり、支持部において、水平部がまず、電磁波の強度が大きいアンテナ導体の第１辺から離れるように、アンテナ導体の平面に沿って延びる。これにより、水平部において、電界強度の大きな電磁波が集中するのを抑制できる。そして、支持部の垂直部は、支持部の水平部の終端から対向導体に向かって延びる。これにより、支持部を設けることにより生じる、アンテナ導体における電磁波への影響を抑制し、アンテナ損失を抑制できる。
【００１９】
上記平面アンテナにおいては、平面視において、前記一組の第１辺それぞれと各支持部の接続部分とは、前記アンテナ導体の中心を通り、前記電磁波の共振方向に沿う直線に対して対称であることができる。
【００２０】
上記構成では、アンテナ導体と各支持部との接続部分は、共振方向に沿う直線に対して対称に位置する。よって、互いに対向する各支持部が、アンテナ導体における電磁波に与える影響が対称となる。これにより、アンテナ導体での電磁波の共振状態を、中央近傍に対して対称に維持できる。そのため、共振状態の不均一によるアンテナ損失を抑制できる。
【００２１】
上記平面アンテナにおいては、前記アンテナ導体のうち電界強度の小さい領域に、前記少なくとも１つの支持部と前記アンテナ導体との接続部分が位置していることができる。
【００２２】
上記構成では、アンテナ導体のうち電界強度の小さい領域に支持部が接続されている。よって、支持部を設けることにより生じる、アンテナ導体における電磁波への影響を抑制し、アンテナ損失を抑制できる。
【００２３】
上記平面アンテナにおいては、平面視において、前記アンテナ導体は、前記電磁波の前記共振方向と直交する互いに平行な少なくとも一組の第２辺を含むことができる。
【００２４】
上記構成では、アンテナ導体において平行な一組の第２辺を端縁として、電磁波が共振状態となり定在波が形成される。そして、一組の第２辺の端縁において定在波の腹が位置し、一組の第２辺の中央部においては定在波の節が位置する。このとき、アンテナ導体における電磁波はある共振周波数で共振し、電力損失を最小化できる。
【００２５】
上記平面アンテナにおいては、前記アンテナ導体における電磁波の管内波長をλｇとすると、前記一組の第２辺の間隔はλｇ／２であることができる。
【００２６】
上記構成によれば、一組の第２辺を腹とし、一組の第２辺の中央を節とする定在波が生じる。このとき、アンテナ導体における電磁波はある共振周波数で共振し、電力損失を最小化できる。
【００２７】
上記平面アンテナにおいては、前記少なくとも１つの支持部は、前記アンテナ導体の中央近傍で、且つ前記一組の第２辺からλｇ／４の近傍に接続されていることができる。
【００２８】
一組の第２辺からλｇ／４の近傍とは、一組の第２辺間の中央部である。この一組の第２辺からλｇ／４の近傍では、定在波の節が位置しており、電磁波の電界強度が他の領域
に比べて小さい。この位置に支持部を設けることで、支持部を設けることによるアンテナ
導体における電磁波への影響を抑制し、アンテナ損失を抑制できる。
なお、一組の第２辺からλｇ／４の近傍とは、例えば、一組の第２辺からλｇ／４を中心として、±λｇ／８の範囲内であってもよい。
【００２９】
上記平面アンテナにおいては、前記アンテナ導体の平面形状は矩形状であることができる。
【００３０】
アンテナ導体は、例えば、長方形、正方形及び台形等の矩形状である。このような矩形状であると、例えば互いに平行に対向する辺を端縁とする定在波が形成され、電磁波が共振状態となる。これにより、アンテナ損失を抑制できる。
【００３１】
上記平面アンテナにおいては、複数のアンテナ導体が設けられており、隣接するアンテナ導体を接続する接続導体をさらに備えることができる。
【００３２】
複数のアンテナ導体を接続導体で接続して配置することで、電磁波の送受信の感度を向
上できる。
【００３３】
本発明の一観点に係るアンテナ装置は、上記のいずれかに記載の平面アンテナと、前記平面アンテナにおいて送受信される電磁波の電力変換を行う電力変換器と、を備える。
【００３４】
上記アンテナ装置においては、前記電力変換器に接続される高周波回路をさらに備えることができる。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、アンテナ損失を抑制可能な平面アンテナ及びアンテナ装置を提供する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】第１実施形態に係る平面アンテナを含むアンテナ装置の斜視図。
【図２】図１の平面アンテナのうち第１アンテナ導体及び第２アンテナ導体を含む領域の拡大図。
【図３】図２のＡ−Ａ線断面図。
【図４】平面アンテナを平面視した場合における電界強度分布を示す解析図。
【図５】平面アンテナ１００が電力変換器２００に接続された構成１を示す斜視図。
【図６】図５の直線αにおける断面図。
【図７】平面アンテナ１００が電力変換器２００に接続された構成２を示す分解斜視図。
【図８】平面アンテナに同軸ケーブルが接続されている構成を示す斜視図。
【図９】左支持部１５Ｌ及び右支持部１５Ｒのアンテナ導体１３に対する配置関係を示す平面図。
【図１０】左支持部１５Ｌ及び右支持部１５Ｒのアンテナ導体１３に対する配置関係を示す平面図。
【図１１】第２実施形態に係る平面アンテナを含むアンテナ装置の斜視図。
【図１２】図１１の平面アンテナのうち第１アンテナ導体及び第２アンテナ導体を含む領域の拡大図。
【図１３】図１２のＡ−Ａ線断面図。
【図１４】平面アンテナを平面視した場合における電界強度分布を示す解析図。
【図１５】第３実施形態に係る平面アンテナを含むアンテナ装置の斜視図。
【図１６】図１５の平面アンテナのうち第１アンテナ導体及び第２アンテナ導体を含む領域の拡大図。
【図１７】図１６のＡ−Ａ線断面図。
【図１８】平面アンテナを平面視した場合における電界強度分布を示す解析図。
【図１９】第１実施形態の支持部を接続導体に設けた場合のアンテナ装置の斜視図。
【図２０】第２実施形態の支持部を接続導体に設けた場合のアンテナ装置の斜視図。
【図２１】第３実施形態の支持部を接続導体に設けた場合のアンテナ装置の斜視図。
【図２２】アンテナ導体の別の形状を示す平面図。
【図２３】アンテナ導体の別の形状を示す平面図。
【図２４Ａ】複数のアンテナ導体を複数列に配置した場合の説明図。
【図２４Ｂ】複数のアンテナ導体を複数列に配置した場合の説明図。
【図２４Ｃ】複数のアンテナ導体を複数列に配置した場合の説明図。
【図２５】理想平面アンテナを含むアンテナ装置の斜視図。
【図２６】図２５の理想平面アンテナのうち第１アンテナ導体及び第２アンテナ導体を含む領域の拡大図。
【図２７】図２５のＡ−Ａ線断面図。
【図２８】理想平面アンテナ１９５の電界強度分布。
【図２９】実施例１−１の平面アンテナの指向性。
【図３０】実施例１−２の平面アンテナの指向性。
【図３１】実施例１−３の平面アンテナの指向性。
【図３２】理想平面アンテナの指向性。
【図３３】比較例１の平面アンテナを含むアンテナ装置の斜視図。
【図３４】図３３のＡ−Ａ線断面図。
【図３５】比較例１の平面アンテナ５０００での電界強度分布。
【図３６】比較例１の平面アンテナ５０００の指向性
【図３７Ａ】実施例２−１の平面アンテナ１００１の電界強度分布を示す説明図。
【図３７Ｂ】実施例２−２の平面アンテナ１００２の電界強度分布を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、図面を参照しつつ、本発明の第１実施形態に係る平面アンテナ及びこれを含むアンテナ装置について説明する。
【００３８】
＜１．第１実施形態＞
（１）アンテナ装置の概略構成
図１は、第１実施形態に係る平面アンテナを含むアンテナ装置の斜視図である。図２は、図１の平面アンテナのうち第１アンテナ導体及び第２アンテナ導体を含む領域の拡大図である。図３は、図２のＡ−Ａ線断面図である。
【００３９】
図１に示すように、本実施形態に係るアンテナ装置１０００は、電磁波を受送信する平面アンテナ１００と、ミリ波及びマイクロ波などの高周波を送受信する高周波回路３００と、平面アンテナ１００と高周波回路３００との間で電力の変換を行う電力変換器２００と、を含む。高周波回路３００は、例えばＭＭＩＣ（ｍｏｎｏｌｉｔｈｉｃ  ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ：モノシリックマイクロ波集積回路）であり、上記のように、ミリ波及びマイクロ波などの高周波を送受信する。そして、平面アンテナ１００は、高周波回路３００から送信され、電力変換器２００において電力変換された電磁波を放射する。一方、平面アンテナ１００は、電磁波を受信すると、受信した電磁波を電力変換器２００を介して、高周波回路３００に送信する。以下、各部材について、詳細に説明する。
【００４０】
（２）平面アンテナの全体構成
まず、第１実施形態に係る平面アンテナ１００の全体構成について説明する。以下では、図１等に示す方向、つまり上、下、前、後、右、左にしたがって説明を行う。但し、この向きによって、本発明が限定されるものではないが、本実施形態の「前後方向」が本発明の共振方向に相当し、「左右方向」が本発明の共振方向と直交する方向に相当する。
【００４１】
また、以下の説明において、ある部分の管内波長という場合には、ある部分に隣接するあらゆる構成によって影響を受けた、ある部分の電磁波の波長を意味するものとする。例えば、後述するように、アンテナ導体１３における電磁波の管内波長とは、アンテナ導体１３に隣接する空気等、アンテナ導体１３の周囲のあらゆる構成によって影響を受けた、アンテナ導体１３における電磁波の波長を意味するものとする。
【００４２】
図１に示すように、平面アンテナ１００は、電磁波を送受信する４個のアンテナ導体１３（１３ａ〜１３ｄ）と、接地されたグランド導体（対向導体）１６と、各アンテナ導体１３をグランド導体１６に対して支持する支持部１５とを含む。また、４個のアンテナ導体１３ａ〜１３ｄは、一直線上に並び、互いに接続導体１１ｂ〜１１ｄによって接続されている。そして、最後尾に配置されたアンテナ導体１３ａが接続導体１１ａを介して電力変換器２００に接続されている。各アンテナ導体１３及びグランド導体１６は平板状の導体で形成されており、上下方向に互いに対向して配置されている。よって、アンテナ導体１３とグランド導体１６との間を電磁波が反射されながら伝搬する。なお、以下では、説明の便宜のため、後方から前方に向かって並ぶアンテナ導体を、それぞれ、第１アンテナ導体１３ａ、第２アンテナ導体１３ｂ、第３アンテナ導体１３ｃ、及び第４アンテナ導体１４ｄと称することとする。また、後方から前方に向かって並ぶ接続導体１１を、それぞれ、第１接続導体１１ａ、第２接続導体１１ｂ、第３接続導体１１ｃ、及び第４接続導体１１ｄと称することとする。このように複数のアンテナ導体１３と接続導体１１とが一列に交互に接続されることで、電磁波の送受信感度を向上できる。
【００４３】
また、各アンテナ導体１３は、グランド導体１６との間に隙間を有するように上述した支持部１５（１５ａ〜１５ｄ）により支持されている。例えば、第１アンテナ導体１３ａは、左側に接続された左第１支持部１５Ｌａ、及び右側に接続された右第１支持部１５Ｒａによって、グランド導体１６に対して支持されるようになっている。これら左第１支持部１５Ｌａ及び右第１支持部１５Ｒａは、第１アンテナ導体１３ａと一体的に形成されており、グランド導体１６に対して、第１アンテナ導体１３ａの左右を概ね均一に安定良く支持している。
【００４４】
同様に、第２アンテナ導体１３ｂは、左第２支持部１５Ｌｂ及び右第２支持部１５Ｒｂを有する第２支持部１５ｂにより支持されている。その他の第３アンテナ導体１３ｃも同様に第３支持部１５ｃ（１５Ｌｃ、１５Ｒｃ）により支持され、第４アンテナ導体１３ｄも同様に第４支持部１５ｄ（１５Ｌｄ、１５Ｒｄ）により支持されている。
【００４５】
（３）平面アンテナの各部の構成
次に、平面アンテナ１００の各部である、アンテナ導体１３、接続導体１１、支持部１５及びグランド導体１６についてさらに説明する。各第１〜第４アンテナ導体１３ａ〜１３ｄ、各接続導体１１ａ〜１１ｄ及び各支持部１５ａ〜１５ｄは、それぞれ概ね同一の構成である。よって、第１アンテナ導体１３ａ、第１接続導体１１ａ、第２接続導体１１ｂ及び第１支持部１５ａについて説明し、その他の第２〜第４アンテナ導体１３ｂ〜１３ｄ、第３〜第４接続導体１１ｃ〜１１ｄ及び第２〜第４支持部１５ｂ〜１５ｄについては説明を省略する。
【００４６】
（３−１）第１アンテナ導体１３ａ
第１アンテナ導体１３ａは図２に示すように、４つの辺、つまり、前後方向に延びる一組の第１辺１９ａと、左右方向に延びる一組の第２辺１７ａとを有する長方形状の板状によって形成されている。一組の第１辺１９ａは、左右方向に対向し、かつ互いに平行な左第１辺１９Ｌａと右第１辺１９Ｒａとを有する。一組の第２辺１７ａは、前後方向に対向し、かつ互いに平行な前第２辺１７Ｆａと後第２辺１７Ｂａとを有する。
【００４７】
前第２辺１７Ｆａと後第２辺１７Ｂａとの間隔の長さＬ１は、第１アンテナ導体１３ａにおける電磁波の管内波長をλｇとすると、１／２λｇとすることができる。換言すると、左第１辺１９Ｌａ及び右第１辺１９Ｒａのそれぞれの前後方向の長さＬ１は１／２λｇとすることができる。長さＬ１は、例えば１．５ｍｍ〜１．９ｍｍとすることができる。長さＬ１が１／２λｇである場合、第１アンテナ導体１３ａにおける電磁波は前後方向を共振方向とする共振状態となり定在波が生じる。具体的には、第１接続導体１１ａを後ろから前に進行して第１アンテナ導体１３ａに進入した電磁波は、第１アンテナ導体１３ａの前後方向において反射を繰り返す定在波となる。このとき、前後方向に対向する前第２辺１７Ｆａ及び後第２辺１７Ｂａには、定在波の腹が位置する。一方、第１アンテナ導体１３ａの前後方向及び左右方向の中心である中心点βを通り、左右方向に延びる直線γを規定すると、この直線γ上には、定在波の節が位置する。このようにアンテナ導体１３において電磁波がある共振周波数で共振して定在波が形成されることで、電力損失を最小化できる。なお、直線γは、中心点βを通り共振方向に沿って延びる直線αと直交する。ここで、「直交」には、概ね直交も含まれ、例えば、直線αと直線γとが約８０°〜約１００°の角度で交差する場合も含む。
【００４８】
また、左第１辺１９Ｌａと右第１辺１９Ｒａとの間隔の長さＬ２は、後述の第１接続導体１１ａ及び第２接続導体１１ｂの左右方向の長さＬ３より長ければ特に限定されない。長さＬ２は、例えば、長さＬ３より長く、長さＬ１より短くすることができ、例えば１ｍｍとすることができる。
【００４９】
第１アンテナ導体１３ａは概ね均一の厚みＷ２を有している。厚みＷ２は、特に限定されない。ただし、Ｗ２が小さいほど第１アンテナ導体１３ａを薄板状に形成でき、平面アンテナ１００を薄型化することができる。厚みＷ２は、例えば０．０１２ｍｍ〜０．３００ｍｍとすることができる。
【００５０】
（３−２）第１接続導体１１ａ及び第２接続導体１１ｂ
第１接続導体１１ａは、前後方向に延びる直方体状の棒状部材である。第１接続導体１１ａは、電力変換器２００と平面アンテナ１００とを接続する。よって、第１接続導体１１ａは、電力変換器２００から出力された電磁波を平面アンテナ１００に出力する。さらに、これとは反対に、第１接続導体１１ａは、平面アンテナ１００から出力された電磁波を電力変換器２００に出力する。
【００５１】
第１接続導体１１ａは、第１アンテナ導体１３ａの後第２辺１７Ｂａの中心から後ろに突出するように接続されている。具体的には、第１接続導体１１ａは、第１アンテナ導体１３ａの中心点βを通り、前後方向に延びる直線αに沿って、延びている。
【００５２】
第１接続導体１１ａの左右方向の長さＬ３は、第１接続導体１１ａに要求されるインピーダンスの大きさ等によって決まる。例えば、長さＬ３は、インピーダンスが約１００Ωとなる距離であり、０．２ｍｍ〜０．２５ｍｍとすることができる。ただし、第１接続導体１１ａの左右方向の長さＬ３は、前第２辺１７Ｆａ及び後第２辺１７Ｂａの左右方向の長さＬ２よりも小さい。特に、長さＬ３は長さＬ２よりも十分に小さいのが好ましい。これにより、第１接続導体１１ａと第１アンテナ導体１３ａとの間で電磁波を伝搬させつつ、第１アンテナ導体１３ａの前第２辺１７Ｆａ及び後第２辺１７Ｂａを端面として電磁波を反射させることができる。よって、第１アンテナ導体１３ａ内において電磁波を前後方向を共振方向とする共振状態とし、定在波を発生させることができる。一方、長さＬ３が長さＬ２以上である場合には、第１アンテナ導体１３ａにおいて電磁波を前後方向に反射させるための壁面が無い。そのため、第１アンテナ導体１３ａにおいて電磁波を共振状態として定在波を発生させることができない。
【００５３】
また、第１接続導体１１ａの上下方向の厚みＷ３は、第１アンテナ導体１３ａの厚みＷ２と概ね同一である。例えば、厚みＷ３は、第１接続導体１１ａに要求されるインピーダンスの大きさ等によって決定されてもよい。
【００５４】
第１接続導体１１ａの前後方向の長さＬ４は、第１アンテナ導体１３ａと電力変換器２００との距離等によって決まる。ただし、長さＬ４は、後述の第２接続導体１１ｂの前後方向の長さＬ５と同じであってもよい。
【００５５】
第２接続導体１１ｂは、第１接続導体１１ａと同様に前後方向に延びる直方体状の棒状部材である。第２接続導体１１ｂは、隣接する第１アンテナ導体１３ａと第２アンテナ導体１３ｂとを接続し、これらの第１アンテナ導体１３ａ及び第２アンテナ導体１３ｂとの間で電磁波を伝搬させる。第２接続導体１１ｂは、第１アンテナ導体１３ａ及び第２アンテナ導体１３ｂの左右方向の中心に接続され、第１接続導体１１ａと同様に直線αに沿って延びている。また、第２接続導体１１ｂの寸法は、第１接続導体１１ａとほぼ同じであ
る。
【００５６】
（３−３）第１支持部１５ａ
第１支持部１５ａを構成する左第１支持部１５Ｌａ及び右第１支持部１５Ｒａは、第１アンテナ導体１３ａがグランド導体１６との間に隙間を有するようにアンテナ導体１３ａを支持している。左第１支持部１５Ｌａと右第１支持部１５Ｒａとは直線αを中心として左右対称であるので、右第１支持部１５Ｒａについてのみ説明する。
【００５７】
右第１支持部１５Ｒａは、右第１水平部１５ＨＲａ及び右第１垂直部１５ＶＲａを有するＬ字型に形成されている。右第１水平部１５ＨＲａは、左右方向に延びる直方体状の棒状部材であり、第１アンテナ導体１３ａの右第１辺１９Ｒａの中心に接続され、直線γに沿って延びている。そして、右第１水平部１５ＨＲａの右端部に、右第１垂直部１５ＶＲａが接続されている。右第１垂直部１５ＶＲａは、上下方向に延びており、その下端がグランド導体１６に接続されている。例えば、右第１垂直部１５ＶＲａの下端は、グランド導体１６に設けた開口に挿入されて固定することができる。
【００５８】
ここで、右第１水平部１５ＨＲａが直線γに沿って接続されている理由について以下に説明する。図４は、平面アンテナを平面視した場合における電界強度分布を示す解析図である。図４では、例えば、第１接続導体１１ａから電力１Ｗ、７６ＧＨｚの電磁波を供給している。第１アンテナ導体１３ａを拡大した電界強度分布を参照すると、第１アンテナ導体１３ａの４つの角部を含む領域Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ及びＩＶにおいて、電界強度が最も大きい。一方、直線γを含む領域Ｖは、電界強度が最も小さくなった。つまり、領域Ｖは、領域Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ及びＩＶに比べて、電界強度が小さい。これは、第１アンテナ導体１３ａにおける電磁波の定在波の腹が、前第２辺１７Ｆａ及び後第２辺１７Ｂａに位置し、定在波の節が直線γを含む第１アンテナ導体１３ａの中央近傍（領域Ｖ）に位置するからである。この定在波の節が位置する領域では電位がゼロとなりショートした状態となる。そして、上記のように、直線γ上において右第１水平部１５ＨＲａと第１アンテナ導体１３ａとを接続することで、右第１支持部１５Ｒａを設けることにより生じる、第１アンテナ導体１３ａとグランド導体１６との間を伝搬する電磁波への影響を抑制し、アンテナ損失を抑制できる。
【００５９】
右第１水平部１５ＨＲａの前後方向の長さＬ６は、特に限定されない。しかし、長さＬ６が小さいほど、右第１支持部１５Ｒａが第１アンテナ導体１３ａにおける電磁波に与える影響が小さく好ましい。例えば、長さＬ６は、右第１辺１９Ｒａの前後方向の長さＬ１よりも十分に小さいのが好ましく、例えば０．１００ｍｍ〜０．４００ｍｍとすることができる。
【００６０】
右第１水平部１５ＨＲａの上下方向の厚みＷ４は、第１アンテナ導体１３ａの厚みＷ２及び第１接続導体１１ａの厚みＷ３と概ね同一とすることができる。ただし、厚みＷ４と、厚みＷ３及び厚みＷ２とは異なっていてもよい。
【００６１】
ここで、長さＬ９は、直線αから右第１水平部１５ＨＲａの右端までの距離であり、右第１水平部１５ＨＲａの左右方向の長さＬ８は、長さＬ９から長さＬ２／２を引いた長さである（Ｌ８＝Ｌ９−Ｌ２／２）。この長さＬ９は、概ね（１／４）λｇ×ｋ（ｋは１以上の整数）である。長さＬ９は、例えば０．６００ｍｍ〜２ｍｍとすることができる。よって、左第１水平部１５ＨＬａの左端から右第１水平部１５ＨＲａの右端までの左右方向の長さＬ１０は、２×Ｌ９である（Ｌ１０＝２×Ｌ９）。
【００６２】
右第１垂直部１５ＶＲａの前後方向の長さは、右第１水平部１５ＨＲａの前後方向の長さＬ６と概ね同一である。また、右第１垂直部１５ＶＲａの上下方向の長さＬ７は、第１アンテナ導体１３ａとグランド導体１６との間に隙間を形成できるように、第１アンテナ導体１３ａの厚みＷ２よりも大きく、右第１水平部１５ＨＲａの上下方向の厚みＷ４よりも大きい。また、長さＬ７は、第１アンテナ導体１３ａとグランド導体１６との間に電磁波を閉じ込めることができる長さであるのが好ましい。具体的には、長さＬ７は、例えば０．０８０ｍｍ〜０．２５０ｍｍとすることができる。一方、図３に示す、右第１垂直部１５ＶＲａの左右方向の長さＬ１１は、例えば、第１アンテナ導体１３ａ及び右第１水平部１５ＨＲａを支持できる強度等に基づいて決定される。具体的には、長さＬ１１は、例えば０．０２０ｍｍ〜０．２００ｍｍとすることができる。
【００６３】
（３−４）グランド導体１６
グランド導体１６は、各アンテナ導体１３ａ〜１３ｄ、各接続導体１１ａ〜１１ｄ及び各支持部１５ａ〜１５ｄに対向しており、これらとの重畳面積よりも大きな一枚の平板状の導体から形成されている。グランド導体１６の上下方向の厚みＷ１は、例えば０．０１２ｍｍ〜１ｍｍとすることができる。
【００６４】
（３−５）平面アンテナ１００の材料及び加工方法
上記のアンテナ導体１３、グランド導体１６、接続導体１１及び支持部１５は導体から形成されており、例えば金、銀、銅、銅合金、アルミニウム等の金属から適切な材料が選択される。アンテナ導体１３、接続導体１１及び支持部１５は、例えば打ち抜き加工等により一体に形成することができる。その他、アンテナ導体１３、接続導体１１及び支持部１５は、メッキ処理及びフォトレジストリソグラフィ等により基体上に薄膜状に一体に導体を形成した後、形成された導体を基体から剥離することで得られてもよい。グランド導体１６も同様に形成されてもよい。
【００６５】
また、アンテナ導体１３、接続導体１１及び支持部１５と、グランド導体１６とは、異なる材料であってもよい。さらに、支持部１５は導体ではなく、例えば絶縁材料であってもよい。支持部１５を絶縁材料で形成する場合には、支持部１５をアンテナ導体１３に設けても、アンテナ導体１３と支持部１５との導電率の違いによって、アンテナ導体１３における電磁波が支持部１５によって影響を受けるのを抑制できる。
【００６６】
（４）電力変換器
次に、上記の平面アンテナ１００が接続される電力変換器２００の構成について説明する。以下では、電力変換器の例として、構成１、２を挙げて説明する。すなわち、電力変換器として、構成１，２のいずれかを用いることができるが、これ以外の構成の電力変換器を用いることができる。但し、電力変換器２００は、平面アンテナ１００と高周波回路３００との間で電力を変換できればよく、これらの構成に限定されない。なお、以下では、電力変換器２００に接続される高周波回路３００については省略している。高周波回路３００は、例えば、電力変換器２００に搭載されるか、電力変換器２００と配線等を介して接続される等して電力変換器２００と電気的に接続される。
【００６７】
（４−１）構成１
まず、電力変換器２００の構成１について説明する。図５は、平面アンテナ１００が電力変換器２００に接続された構成１を示す斜視図である。図６は、図５の直線αにおける断面図である。図５、図６において、平面アンテナ１００は、上記第１実施形態と同様の構成であるので説明を省略する。
【００６８】
図５及び図６に示すように、電力変換器２００は、板状の第１基板ユニット１０１と、この第１基板ユニット１０１の上側に対向配置される板状の第２基板ユニット１０２と、これら基板ユニット１０１、１０２間に挟まれた誘電体基板１３０と、を含む。
【００６９】
第１基板ユニット１０１は、矩形状の第１基板１１０を備え、この第１基板１１０の第１上面１１０ａに、矩形状の結合素子１１１と、第１伝送パターン１１２と、接地電位を有する第１上面グラウンド１１３とが配置されている。第１伝送パターン１１２は前後方向に延びており、後側の第１端部１１２ａには、図視しない高周波回路３００が接続可能となっている。また、第１伝送パターン１１２は、前側の第２端部１１２ｂにおいて、結合素子１１１と接続されている。一方、第１基板１１０の第１下面１１０ｂには、概ね全体に亘って接地電位を有する第１下面グラウンド１１４が配置されている。また、第１基板１１０には、これを貫通する複数のスルーホール１１６が形成されている。複数のスルーホール１１６は、結合素子１１１、及び第１伝送パターン１１２の周囲を囲むように配置されている。
【００７０】
第２基板ユニット１０２は、第２基板１２０を備え、この第２基板１２０の第２上面１２０ａに、矩形状のシールド板１２７と、第２伝送パターン１２８とが配置されている。シールド板１２７の前端部には切欠き１２７ａが形成されており、第２伝送パターン１２８の第１端部１２８ａが挿入されている。第２伝送パターン１２８は、前方に延びており、第２端部１２８ｂが平面アンテナ１００の第１接続導体１１ａに接続されている。一方、第２基板１２０の第２下面１２０ｂには、整合素子１２１と、接地電位を有し、第２伝送パターン１２８と対向する第２伝送グラウンド１２３と、が配置されている。整合素子１２１と結合素子１１１とは、誘電体基板１３０を介して対向している。また、第２伝送パターン１２８の第１端部１２８ａの一部は、整合素子１２１に対向している。
【００７１】
上記の電力変換器２００では、高周波回路３００から第１伝送パターン１１２の第１端部１１２ａに電磁波が入力される。入力された電磁波は、第１伝送パターン１１２の第２端部１１２ｂに伝送され、これに連続する結合素子１１１に供給される。次に、結合素子１１１と整合素子１２１とは誘電体基板１３０を介して互いに電磁的に結合し、結合素子１１１と整合素子１２１との間で電力変換が行われる。整合素子１２１を経た電磁波は、第２伝送パターン１２８の第１端部１２８ａから第２端部１２８ｂに向かって伝送され、平面アンテナ１００の第１接続導体１１ａに供給される。なお、第２伝送パターン１２８と第１接続導体１１ａとは一体的に形成された導体であってもよい。第１接続導体１１ａに電磁波が供給されると、平面アンテナ１００のアンテナ導体１３から電磁波が放射される。一方、平面アンテナ１００がアンテナ導体１３から電磁波を受信する場合は、前述と逆の順序で電磁波が電力変換器２００を経て高周波回路３００に伝送される。
【００７２】
（４−２）構成２
次に、平面アンテナ１００が接続される電力変換器２００の構成２について説明する。図７は、平面アンテナ１００が電力変換器２００に接続された構成２を示す分解斜視図である。但し、実際には図７に示す各部材は接触した積層構造となっている。図７において、平面アンテナ１００は、上記第１実施形態と同様の構成であるので説明を省略する。
【００７３】
図７に示すように、この電力変換器２００は、矩形状のシールド板１４１と、このシールド板１４１の下面に接する誘電体基板１４３と、この誘電体基板１４３の下面に接するグランド基板１４５と、を備えている。さらに、この電力変換器２００は、グランド基板１４５の下方に接触して配置される導波管１４９と、この導波管１４９の下方に配置され、結合素子１６０を含む帯状の導体パターン１６５と、を備えている。具体的には、次のように構成されている。
【００７４】
まず、シールド板１４１の前端部には、切欠き１４１ａが形成されており、この切欠き１４１ａ内に、平面アンテナ１００の第１接続導体１１ａが配置される。誘電体基板１４３の下方に配置されるグランド基板１４５には、シールド板１４１の切欠き１４１ａと対応する位置に矩形状の開口１４６が形成されており、この開口１４６内に整合素子１４７が配置されている。また、グランド基板１４５の下方に配置される導波管１４９には、上下方向に貫通する中空部１５０が形成されており、この中空部１５０の上部開口が、グランド基板１４５の開口１４６と一致するように位置合わせされている。また、中空部１５０の下方には、上述した結合素子１６０が配置されている。結合素子１６０には、上述した導体パターン１６５の第２端部１６５ｂが接続されており、導体パターン１６５の第１端部１６５ａは、高周波回路３００に接続されている。
【００７５】
上記の電力変換器２００では、高周波回路３００から導体パターン１６５の第１端部１６５ａに電磁波が入力される。入力された電磁波は、導体パターン１６５の第２端部１６５ｂから結合素子１６０を経て導波管１４９の中空部１５０に導入される。中空部１５０内を伝送した電磁波は、整合素子１４７、誘電体基板１４３を経て第１接続導体１１ａに伝送される。第１接続導体１１ａに電磁波が供給されると、平面アンテナ１００のアンテナ導体１３から電磁波が放射される。一方、平面アンテナ１００がアンテナ導体１３から電磁波を受信する場合は、前述と逆の順序で電磁波が電力変換器２００を経て高周波回路３００に伝送される。
【００７６】
（５）その他のアンテナ装置
上記では、図５〜図７に示すように、電力変換器２００に平面アンテナ１００が接続されている。しかし、平面アンテナ１００は電力変換器２００を経ずに高周波回路３００に接続されてもよい。また、平面アンテナ１００は、同軸ケーブル４００等のケーブルを介して高周波回路３００に接続されてもよい。図８は、平面アンテナに同軸ケーブルが接続されている構成を示す斜視図である。図８では、平面アンテナ１００の第１接続導体１１ａが、同軸ケーブル４００内の導線に接続されている。同軸ケーブル４００は高周波回路３００に接続されており、平面アンテナ１００と高周波回路３００との間で電磁波の送受信が行われる。
【００７７】
（６）特徴
（６−１）
上記第１実施形態の平面アンテナ１００では、左右に延びる支持部１５により、互いに電磁波の反射壁となるアンテナ導体１３とグランド導体１６との間に隙間が形成されている。そのため、アンテナ導体１３とグランド導体１６との間には、比誘電率が約１．０である空気が介在する。空気は、アンテナ導体１３とグランド導体１６との間に誘電体材料を介在させる場合よりも比誘電率が小さいため、アンテナ導体１３とグランド導体１６との間を伝搬する電磁波の電力損失を抑えることができる。
【００７８】
また、支持部１５は、グランド導体１６に対してアンテナ導体１３を支持すればよいため、簡単な構成でアンテナ導体１３とグランド導体１６との間に空気を介在させることができる。さらに、アンテナ導体１３を別途の基板で支持する必要がないため、平面アンテナ１００の小型化、軽量化及び低コスト化を実現できる。
【００７９】
（６−２）
上記第１実施形態の平面アンテナ１００において、第１支持部１５ａは、第１アンテナ導体１３ａの中心点βを通り、左右方向に延びる直線γ上に位置する。ここで、第１アンテナ導体１３ａにおける電磁波は共振状態にあり、第１アンテナ導体１３ａの共振方向の中央部では、定在波の節が位置する。そして、直線γは、定在波の節の位置に対応して延びている。よって、第１アンテナ導体１３ａの中央近傍を通る直線γ上では、電磁波の電界強度が中央近傍以外の他の領域に比べて小さい。しかし、第１アンテナ導体１３ａの左第１辺１９Ｌａと右第１辺１９Ｒａでは、第１アンテナ導体１３ａの中央部に比べて、電磁波の強度が大きくなる傾向にある。これは、第１辺１９ａでは、第１アンテナ導体１３ａが空気と接することで、第１アンテナ導体１３ａの実効誘電率が変化し、この変化によって電磁波が集中し易くなることによると考えられる。
【００８０】
そこで、上記の平面アンテナ１００では、まず、右第１支持部１５Ｒａの右第１水平部１５ＨＲａが、第１アンテナ導体１３ａの共振方向の中央近傍の右第１辺１９Ｒａを始点として、第１アンテナ導体１３ａの平面上で左右方向に延びるように形成されている。つまり、第１支持部１５ａにおいて、右第１水平部１５ＨＲａが、電磁波の強度が大きい第１アンテナ導体１３ａの右第１辺１９Ｒａから離れるように、第１アンテナ導体１３ａの平面に沿って延びている。これにより、右第１水平部１５ＨＲａにおいて、電界強度の大きな電磁波が集中するのを抑制できる。そして、右第１垂直部１５ＶＲａは、右第１水平部１５ＨＲａの終端からグランド導体１６に向かって延びるように形成されている。左第１支持部１５Ｌａは、右第１支持部１５Ｒａとは左右対称である。これにより、第１支持部１５ａを設けることにより生じる、第１アンテナ導体１３ａにおける電磁波への影響を抑制し、アンテナ損失を抑制できる。なお、上記では、第１アンテナ導体１３ａについて説明したが、その他のアンテナ導体１３ｂ〜１３ｄについても同様のことが言える。
【００８１】
（６−３）
上記第１実施形態の第１アンテナ導体１３ａでは、左第１支持部１５Ｌａと右第１支持部１５Ｒａとは直線αを中心として左右対称である。よって、互いに対向する左第１支持部１５Ｌａと右第１支持部１５Ｒａとが、第１アンテナ導体１３ａにおける電磁波に与える影響が対称となる。これにより、第１アンテナ導体１３ａでの電磁波の共振状態を、中央近傍に対して対称に維持できる。そのため、共振状態の不均一によるアンテナ損失を抑制できる。なお、上記では、第１アンテナ導体１３ａについて説明したが、その他のアンテナ導体１３ｂ〜１３ｄについても同様のことが言える。
【００８２】
（７）変形例
以下に、第１実施形態の平面アンテナ１００の変形例について説明する。なお、以下の第２、第３実施係形態と同様の変形例については、共通の変形例として後述する。
（７−１）
上記第１実施形態では、支持部１５（１５ａ〜１５ｄ）において、左支持部１５Ｌ（１５Ｌａ〜１５Ｌｄ）及び右支持部１５Ｒ（１５Ｒａ〜１５Ｒｄ）は、左右方向に沿って直線状に延びている。しかし、左支持部１５Ｌ及び右支持部１５Ｒは、湾曲又は屈曲していてもよい。
【００８３】
（７−２）
支持部１５は、少なくともアンテナ導体１３との接続部分が直線γ上に位置すればよく、必ずしも支持部１５全体が直線γ上に位置する必要はない。
【００８４】
（７−３）
上記第１実施形態では、左支持部１５Ｌ（１５Ｌａ〜１５Ｌｄ）と右支持部１５Ｒ（１５Ｒａ〜１５Ｒｄ）とは、直線αを中心として左右対称である。しかし、少なくとも、左支持部１５Ｌとアンテナ導体１３との接続部分と、右支持部１５Ｒとアンテナ導体１３との接続部分とが左右対称であればよい。そのような例として図９を用いて説明する。図９は、左支持部１５Ｌ及び右支持部１５Ｒのアンテナ導体１３に対する配置関係を示す平面図である。図９では、左支持部１５Ｌとアンテナ導体１３との接続部分と、右支持部１５Ｒとアンテナ導体１３との接続部分とは、直線αに対して左右対称である。しかし、左支持部１５Ｌと右支持部１５Ｒとは反転対称に配置されている。少なくとも、支持部１５とアンテナ導体１３との接続部分が左右対称であるため、アンテナ導体１３における電磁波の共振状態の不均一によるアンテナ損失を抑制できる。さらには、アンテナ導体１３における電磁波の共振状態が不均一とならない程度であれば、支持部１５とアンテナ導体１３との接続部分が完全な左右対称である必要はない。
【００８５】
また、例えば、左支持部１５Ｌと右支持部１５Ｒとは、例えば、図１０のように直線αを中心として非対称に配置されていてもよい。図１０は、左支持部１５Ｌ及び右支持部１５Ｒのアンテナ導体１３に対する配置関係を示す平面図である。図９と同様に、左支持部１５Ｌとアンテナ導体１３との接続部分と、右支持部１５Ｒとアンテナ導体１３との接続部分とは、直線αに対して左右対称である。しかし、図９とは異なり、左支持部１５Ｌと右支持部１５Ｒとは非対称に配置されている。さらには、上記実施形態では、右水平部１５ＨＲ（１５ＨＲａ〜１５ＨＲｄ）と、左水平部１５ＨＬ（１５ＨＬａ〜１５ＨＬｄ）とは同じ長さであるが、異なっていてもよい。ただし、これらの長さが左右で同一である場合には、アンテナ導体１３における電磁波の共振状態が概ね均一となり好ましい。
【００８６】
（７−４）
上記第１実施形態では、接続導体１１は直方体状の棒状部材である。しかし、接続導体１１はアンテナ導体１３を接続する部材であれば形状は限定されず、例えば円筒状の棒状部材であってもよい。ただし、アンテナ導体１３及び接続導体１１等を打ち抜き加工等で一体に形成する場合には、加工の容易性から接続導体１１は直方体状の棒状部材であるのが好ましい。
【００８７】
（７−５）
上記第１実施形態では、右垂直部１５ＶＲ（１５ＶＲａ〜１５ＶＲｄ）は上下方向に延びる板状部材である。しかし、右垂直部１５ＶＲは、右水平部１５ＨＲ（１５ＨＲａ〜１５ＨＲｄ）を介してアンテナ導体１３を支持できればよく、形状は限定されない。例えば、右垂直部１５ＶＲは、棒状及び円筒状などの棒状部材であってもよい。ただし、右水平部１５ＨＲに対して、右垂直部１５ＶＲを折り曲げ加工する場合には、加工の容易性から右垂直部１５ＶＲが板状部材であるのが好ましい。
【００８８】
＜２．第２実施形態＞
次に、図面を参照しつつ、本発明の第２実施形態に係る平面アンテナ及びこれを含むアンテナ装置について説明する。第２実施形態が第１実施形態と異なるのは支持部の構成であり、その他の構成は第１実施形態とほぼ同様であるため、同一構成には同一の符号を付して説明を省略する。図１１は、第２実施形態に係る平面アンテナを含むアンテナ装置の斜視図である。図１２は、図１１の平面アンテナのうち第１アンテナ導体及び第２アンテナ導体を含む領域の拡大図である。図１３は、図１２のＡ−Ａ線断面図である。
【００８９】
（１）支持部の構成
以下では、第１〜第４アンテナ導体１３ａ〜１３ｄを支持する支持部１５１を、それぞれ第１〜第４支持部１５１ａ〜１５１ｄと称することとする。図１１〜図１３に示すように、第２実施形態の支持部１５１は、アンテナ導体１３の下面から下方に延びる棒状に形成されており、支持部１５１の下端がグランド導体１６に接続されている。これにより、アンテナ導体１３とグランド導体１６との間に隙間が形成される。例えば、第１アンテナ導体１３ａを支持する第１支持部１５１ａは、四角柱状に形成されている。この第１支持部１５１ａは、図１２等に示すように、第１アンテナ導体１３ａの前後方向及び左右方向の中心である中心点βと、第１支持部１５１ａの中心とが一致するように配置されている。
【００９０】
ここで、第１支持部１５１ａが中心点βに配置されている理由について以下に説明する。図１４は、平面アンテナを平面視した場合における電界強度分布を示す解析図である。図１４では、例えば、第１接続導体１１ａから電力１Ｗ、７６ＧＨｚの電磁波を供給している。図１４の電界強度分布は、第１実施形態の図４の電界強度分布と概ね同様である。つまり、図１４において、第１アンテナ導体１３ａにおける電磁波の定在波の節は領域Ｖに位置するため、直線γが含まれる領域Ｖの電界強度は小さい。しかし、図４及び図１４を参照すると、左第１辺１９Ｌａ及び右第１辺１９Ｒａにおいても電界強度が大きい。これは、左第１辺１９Ｌａ及び右第１辺１９Ｒａでは、第１アンテナ導体１３ａが空気と接することで、第１アンテナ導体１３ａの実効誘電率が変化し、この変化によって電磁波が集中し易くなることによると考えられる。
【００９１】
そこで、電界強度の小さい領域Ｖのうち、電界強度が大きい左第１辺１９Ｌａ及び右第１辺１９Ｒａから離れた中心点βに支持部１５１を配置する。これにより、第１支持部１５１ａを設けることにより生じる、第１アンテナ導体１３ａとグランド導体１６との間を伝搬する電磁波への影響を抑制し、アンテナ損失を抑制できる。
【００９２】
第１支持部１５１ａの前後方向の長さＬ６１及び左右方向の長さＬ６２は、アンテナ導体１３ａを支持できればよく、特に限定されない。しかし、長さＬ６１及び長さＬ６２が小さいほど、第１支持部１５１ａが第１アンテナ導体１３ａにおける電磁波に与える影響が小さく好ましい。例えば、長さＬ６１は、第１アンテナ導体１３ａの前後方向の長さＬ１よりも十分に小さいのが好ましく、例えば０．１００ｍｍ〜０．４００ｍｍとすることができる。例えば、長さＬ６２は、第１アンテナ導体１３ａの左右方向の長さＬ２よりも十分に小さいのが好ましく、例えば０．１００ｍｍ〜０．４００ｍｍとすることができる。
【００９３】
第１支持部１５１ａの長さＬ７１は、特に限定されないが、例えば第１アンテナ導体１３ａとグランド導体１６との間に電磁波を閉じ込めることができる長さであるのが好ましい。具体的には、長さＬ７１は、例えば０．０８０ｍｍ〜０．２５０ｍｍとすることができる。
【００９４】
その他の第２〜第４アンテナ導体１３ｂ〜１３ｄも同様の構成であり、第２〜第４支持部１５１ｂ〜１５１ｄによってグランド導体１６に対して支持されている。
【００９５】
（２）特徴
（２−１）
上記第２実施形態の平面アンテナ１８０では、互いに電磁波の反射壁となるアンテナ導体１３とグランド導体１６との間に、棒状の支持部１５１が配置されている。そのため、アンテナ導体１３とグランド導体１６との間には、比誘電率が約１．０である空気が介在する。空気は、誘電体材料よりも比誘電率が小さいため、アンテナ導体１３とグランド導体１６との間を伝搬する電磁波の電力損失を抑えることができる。
【００９６】
また、アンテナ導体１３を支持部１５１で支持するという簡単な構成でアンテナ導体１３とグランド導体１６との間に空気を介在させることができる。さらに、アンテナ導体１３を別途の基板で支持する必要がないため、平面アンテナ１８０の小型化、軽量化及び低コスト化を実現できる。
【００９７】
（２−２）
上記第２実施形態の平面アンテナ１８０において、第１アンテナ導体１３ａの中心点βに第１支持部１５１ａが位置する。中心点βは、定在波の節が位置し、かつ電界強度が大きい第１アンテナ導体１３ａの第１辺１９ａから離れているため、電磁波の電界強度が中央近傍以外の他の領域に比べて小さい。よって、上述の位置に第１支持部１５１ａを設けることで、第１支持部１５ａを設けることにより生じる、第１アンテナ導体１３ａにおける電磁波への影響を抑制し、アンテナ損失を抑制できる。なお、上記では、第１アンテナ導体１３ａについて説明したが、その他のアンテナ導体１３ｂ〜１３ｄについても同様のことが言える。
【００９８】
（２−３）
支持部１５１は、アンテナ導体１３の中心点βを支持するため、アンテナ導体１３をバランスよく安定に支持することができる。
【００９９】
（３）変形例
以下に、第２実施形態の平面アンテナ１８０の変形例について説明する。なお、第１、第３実施係形態と同様の変形例については、共通の変形例として後述する。
（３−１）
上記第２実施形態では、支持部１５１は中心点βに配置されている。しかし、中心点βを通り、左右方向に延びる直線γのいずれの位置に配置されていてもよい。また、例えば、各アンテナ導体１３ａ〜１３ｄによって、直線γ上での支持部１５１の配置位置が異なっていてもよい。
【０１００】
（３−２）
上記第２実施形態では、１つのアンテナ導体１３に対して１つの支持部１５１のみが設けられている。しかし、１つのアンテナ導体１３に対して複数の支持部１５１が設けられていてもよい。例えば、直線γ上の複数個所に支持部１５１が設けられてもよい。その他、４つのアンテナ導体１３ａ〜１３ｄが全体としてグランド導体１６に対して支持されればよく、全てのアンテナ導体１３に対して支持部１５１を設ける必要はない。例えば、隣接するアンテナ導体１３のいずれかに支持部１５１を設けてもよい。
【０１０１】
（３−３）
上記第２実施形態では、支持部１５１は四角柱状であるが、支持部１５１はアンテナ導体１３を支持できればよく形状は限定されてない。例えば、支持部１５１は円柱状、楕円形状、多角形状などであってもよい。
【０１０２】
＜３．第３実施形態＞
次に、図面を参照しつつ、本発明の第３実施形態に係る平面アンテナ及びこれを含むアンテナ装置について説明する。第３実施形態が第１実施形態と異なるのは支持部の構成であり、その他の構成は第１実施形態とほぼ同じであるため、第１実施形態と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する図１５は、第３実施形態に係る平面アンテナを含むアンテナ装置の斜視図である。図１６は、図１５の平面アンテナのうち第１アンテナ導体及び第２アンテナ導体を含む領域の拡大図である。図１７は、図１６のＡ−Ａ線断面図である。
【０１０３】
（１）支持部の構成
以下では、第１〜第４アンテナ導体１３ａ〜１３ｄを支持する支持部１５２を、それぞれ第１〜第４支持部１５２ａ〜１５２ｄと称することとする。図１５〜図１７に示すように、第３実施形態の支持部１５は、左水平部１５ＨＬ及び左垂直部１５ＶＬを有する左支持部１５Ｌと、右水平部１５ＨＲ及び右垂直部１５ＶＲを有する右支持部１５Ｒとから形成されている。しかし、第３実施形態の支持部１５２は、アンテナ導体１３の左右に対向する辺からグランド導体１６に延びるように形成されており、これにより、アンテナ導体１３とグランド導体１６との間に隙間が形成される。
【０１０４】
例えば、第１アンテナ導体１３ａは、平板状の左第１支持部１５２Ｌａ及び右第１支持部１５２Ｒａを含む第１支持部１５２ａによって、グランド導体１６に対して支持されている。左第１支持部１５２Ｌａは、第１アンテナ導体１３ａの左第１辺１９Ｌａと直線γとが交差する中心部分に接続され、グランド導体１６に向かって延びている。同様に、右第１支持部１５２Ｒａは、右第１辺１９Ｒａと直線γとが交差する中心部分に接続され、グランド導体１６に向かって延びている。左第１支持部１５２Ｌａと左第１辺１９Ｌａとの接続部分と、右第１支持部１５２Ｒａと右第１辺１９Ｒａとの接続部分とは、直線αに対して左右対称である。
【０１０５】
ここで、左第１支持部１５２Ｌａが左第１辺１９Ｌａの中心に、右第１支持部１５２Ｒａが右第１辺１９Ｒａの中心に接続されている理由について以下に説明する。図１８は、平面アンテナを平面視した場合における電界強度分布を示す解析図である。図１８では、例えば、第１接続導体１１ａから電力１Ｗ、７６ＧＨｚの電磁波を供給している。図１８の電界強度分布は、第１実施形態の図４の電界強度分布と概ね同様である。つまり、図１８において、第１アンテナ導体１３ａにおける電磁波の定在波の節は領域Ｖに位置するため、直線γが含まれる領域Ｖの電界強度は小さい。よって、左第１辺１９Ｌａ及び右第１辺１９Ｒａのうち直線γと交差する部分において、左第１支持部１５２Ｌａ及び右第１支持部１５２Ｒａを設けることで、第１支持部１５２ａを設けることにより生じる、第１アンテナ導体１３ａとグランド導体１６との間を伝搬する電磁波への影響を抑制し、アンテナ損失を抑制できる。
【０１０６】
第１支持部１５２ａの前後方向の長さＬ６５及び左右方向の長さＬ６６は、アンテナ導体１３ａを支持できればよく、特に限定されない。しかし、長さＬ６５及び長さＬ６６が小さいほど、第１支持部１５２ａが第１アンテナ導体１３ａにおける電磁波に与える影響が小さく好ましい。例えば、長さＬ６５は、第１アンテナ導体１３ａの前後方向の長さＬ１よりも十分に小さいのが好ましく、例えば０．１００ｍｍ〜０．４００ｍｍとすることができる。また、長さＬ６６は、例えば０．０２０ｍｍ〜０．２００ｍｍとすることができる。
【０１０７】
第１支持部１５２ａの長さＬ７２は、特に限定されないが、例えば第１アンテナ導体１３ａとグランド導体１６との間に電磁波を閉じ込めることができる長さであるのが好ましい。具体的には、長さＬ７２は、例えば０．０８０ｍｍ〜０．２５０ｍｍとすることができる。
【０１０８】
その他の第２〜第４アンテナ導体１３ｂ〜１３ｄも同様の構成であり、第２〜第４支持部１５１ｂ〜１５１ｄによってグランド導体１６に対して支持されている。
（２）特徴
（２−１）
上記第３実施形態では、第２実施形態と同様に、アンテナ導体１３とグランド導体１６との間に、上下に延びる支持部１５２が配置されている。したがって、アンテナ導体１３とグランド導体１６との間には、比誘電率が約１．０である空気が介在するため、アンテナ導体１３とグランド導体１６との間を伝搬する電磁波の電力損失を抑えることができる。
【０１０９】
また、第２実施形態と同様に、簡易な構成により、平面アンテナ１９０の小型化、軽量化及び低コスト化を実現できる。
【０１１０】
（２−２）
上記第３実施形態の平面アンテナ１９０において、アンテナ導体１３の第１辺１９と直線γ上との交差部分に支持部１５２が位置する。直線γは、定在波の節の位置に対応して延びており、直線γ上では、電磁波の電界強度が中央近傍以外の他の領域に比べて小さい。よって、上述の位置に支持部１５を設けることにより生じる、アンテナ導体１３における電磁波への影響を抑制し、アンテナ損失を抑制できる。
【０１１１】
（２−３）
上記第３実施形態の第１アンテナ導体１３ａでは、左第１支持部１５２Ｌａと右第１支持部１５２Ｒａとは、直線αに対して左右対称である。よって、上記第１実施形態で説明したのと同様に、第１アンテナ導体１３ａでの電磁波の共振状態の不均一によるアンテナ損失を抑制できる。なお、上記では、第１アンテナ導体１３ａについて説明したが、その他のアンテナ導体１３ｂ〜１３ｄについても同様のことが言える。
【０１１２】
（２−４）
各支持部１５がアンテナ導体１３の第１辺１９の中央近傍を互いに対向するように支持するため、アンテナ導体１３をバランスよく安定に支持することができる。
【０１１３】
（３）変形例
以下に、第３実施形態の平面アンテナ１９０の変形例について説明する。なお、第１、第２実施係形態と同様の変形例については、共通の変形例として後述する。
【０１１４】
（３−１）
上記第３実施形態では、左第１支持部１５２Ｌａと右第１支持部１５２Ｒａとは、直線αに対して左右対称である。しかし、アンテナ導体１３における電磁波の共振状態が不均一とならない程度であれば、左第１支持部１５２Ｌａと右第１支持部１５２Ｒａとは、直線αに対して完全な左右対称である必要はない。
【０１１５】
（３−２）
上記第３実施形態では、支持部１５２は平板状であるが、アンテナ導体１３を支持できればよく形状は限定されない。例えば、支持部１５２は、四角柱状、円柱状、楕円形状、多角形状などであってもよい。
【０１１６】
＜４．変形例＞
以上、本発明の第１〜第３実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、以下のような種々の変更が可能である。以下の変形例の要旨は、適宜組み合わせることができる。なお、各実施形態における特有の変形例については各実施形態において述べたが、ここでは、第１〜第３実施形態に共通の変形例を述べる。
【０１１７】
＜４−１＞
上記第１〜第３実施形態では、支持部１５、１５１、１５２は直線γ上に位置するが、必ずしも直線γ上に位置する必要はない。例えば、支持部１５、１５１、１５２は、電磁波が形成する定在波の節が位置するアンテナ導体１３の中央近傍に位置すればよい。なお、「中央近傍」とは、アンテナ導体１３のうち電界強度の小さい領域であればよく、アンテナ導体１３の中心点βのみならず、中心点β及びその近傍を含む意味である。さらには、支持部１５、１５１、１５２は、アンテナ導体１３における電磁波の定在波の節を通って左右方向に延びる直線上に位置すれば、必ずしもアンテナ導体１３の中央近傍に位置する必要はない。
【０１１８】
＜４−２＞
上記実施形態では、アンテナ導体１３は、グランド導体１６との間に隙間を有するように支持部１５により支持されている。しかし、接続導体１１によってアンテナ導体１３を支持してもよい。この場合、接続導体１１のうち電界強度の小さい領域に支持部を設ける。接続導体１１のうち電界強度の小さい領域とは、図４、図１４及び図１８に示す領域ＶＩである。領域ＶＩは、前後方向の長さＬ５が１／２λｇの接続導体１１の中央部分に位置する。この領域ＶＩに支持部１５３（１５３ａ〜１５３ｄ）、１５４（１５４ａ〜１５４ｄ）、１５５（１５５ａ〜１５５ｄ）を設けた構成を図１９〜図２１に示す。図１９は、第１実施形態の支持部を接続導体に設けた場合のアンテナ装置の斜視図である。図２０は、第２実施形態の支持部を接続導体に設けた場合のアンテナ装置の斜視図である。図２１は、第３実施形態の支持部を接続導体に設けた場合のアンテナ装置の斜視図である。
【０１１９】
このように接続導体１１のうち領域ＶＩに支持部１５３（図１９）、支持部１５４（図２０）、支持部１５５（図２１）を設けることで、支持部１５３、１５４、１５５が接続導体１１の電磁波に与える影響を抑制できる。ひいては、接続導体１１がアンテナ導体１３における電磁波に与える影響を抑制し、アンテナ損失を抑制できる。また、アンテナ導体１３に支持部１５が設けられないため、アンテナ導体１３における電磁波が影響を受けてアンテナ損失が生じるのをさらに抑制できる。なお、支持部１５３、１５４、１５５によりアンテナ導体１３を支持できればよく、全ての接続導体１１（１１ａ〜１１ｄ）に支持部１５を設ける必要はない。
【０１２０】
＜４−３＞
上記実施形態では、アンテナ導体１３の前後方向の長さＬ１はλｇ／２である。しかし、アンテナ導体１３の前後方向において電磁波が共振状態にあればよく、長さＬ１はλｇ／２に限定されない。例えば、アンテナ導体１３の前後方向の長さＬ１は（λｇ／２）×ｌ（ｌは２以上の整数）であってもよい。同様に、上記実施形態では、接続導体１１の前後方向の長さＬ５は、λｇ／２である。しかし、上記と同様に、長さＬ５はλｇ／２に限定されず、（λｇ／２）×ｍ（ｍは２以上の整数）であってもよい。
【０１２１】
＜４−４＞
上記実施形態では、アンテナ導体１３は長方形状であるが、例えば図２２及び図２３に示す長方形状以外の正方形状及び台形状などの矩形状でもよい。また、アンテナ導体１３は、共振方向において対向する一組の辺が互いに平行であるのが好ましい。その他、アンテナ導体１３は、共振方向において対向する一組の辺が互いに平行であれば、四角形よりも多角形状及び円弧を含む形状であってもよい。
【０１２２】
＜４−５＞
上記実施形態では、アンテナ導体１３に対向する対向導体としてグランド導体１６を例示している。しかし、対向導体は接地されている必要はなく、例えば、所定の電位を有する導体であってもよい。ただし、接地されたグランド導体１６を用いると、電磁波の電界を安定化できるので好ましい。
【０１２３】
＜４−６＞
上記実施形態では、平面アンテナ１００は、４個のアンテナ導体１３を含む。しかし、アンテナ導体１３の数はこれに限定されず、１個であってもよく、５個以上であってもよい。同様に接続導体１１の数は４個に限定されず、１個であってもよく、５個以上であってもよい。
【０１２４】
＜４−７＞
上記実施形態では、全てのアンテナ導体１３に支持部１５、１５１、１５２を設けている。しかし、アンテナ導体１３とグランド導体１６との間に隙間を設けることができれば、全てのアンテナ導体１３に支持部１５、１５１、１５２を設ける必要はなく、また、支持部１５、１５１、１５２の数も限定されない。
【０１２５】
＜４−８＞
上記実施形態では、複数のアンテナ導体１３を１列に配置した例を示した。しかし、複数のアンテナ導体を複数列に配置してもよい。そのような例として、図２４Ａ〜２４Ｃを用いて説明する。図２４Ａ〜２４Ｃは、複数のアンテナ導体を複数列に配置した場合の説明図である。
【０１２６】
図２４Ａに示す平面アンテナ１０１１では、３列のセット９００ａ〜９００ｃ（９００）を含む。１列のセット９００には、前後方向に沿って、４個のアンテナ導体１３、４個の接続導体１１及び４組の左支持部１５Ｌ（１５ＨＬ及び１５ＶＬ）及び右支持部１５Ｒ（１５ＨＲ及び１５ＶＲ）が、グランド導体１６に対して配置されている。各アンテナ導体１３は、左右に設けられた支持部１５により支持されている。そして、左右方向に隣接するアンテナ導体１３の支持部１５どうしが接続されている。例えば、セット９００ａのアンテナ導体１３は、左水平部１５ＨＬ及び右水平部ＨＲと、左垂直部１５ＶＬ及び右垂直部１５ＶＲとにより支持されている。そして、セット９００ａのアンテナ導体１３の右水平部１５ＨＲと、セット９００ｂのアンテナ導体１３の左水平部１５ＨＬとは互いに接続されている。
【０１２７】
図２４Ｂに示す平面アンテナ１０１２では、図２４Ａに示す平面アンテナ１０１１とは異なり、左右に隣接するアンテナ導体１３の支持部１５（１５ＨＬ、１５ＨＲ、１５ＶＬ、１５ＶＲ）は互いに接続されていない。その他の構成は平面アンテナ１０１１と同様である。
【０１２８】
図２４Ｃに示す平面アンテナ１０１３では、図２４Ａに示す平面アンテナ１０１１とは異なり、左右方向の左端部のセット９００ａ及び右端部のセット９００ｃにおけるアンテナ導体１３のみが、それぞれ左垂直部１５ＶＬ及び右垂直部１５ＶＲを有する。そして、左右に隣接するアンテナ導体１３は、左水平部１５ＨＬと右水平部ＨＲとが接続されている。この左右に隣接するアンテナ導体１３間では垂直部は設けられていない。その他の構成は平面アンテナ１０１１と同様である。
【０１２９】
＜４−９＞
アンテナ装置において、上記第１〜第３実施形態の平面アンテナ１００、１８０、１９０を組み合わせてもよい。
【実施例】
【０１３０】
以下に、本発明の実施例について説明する。ただし、本発明は、以下の実施例に限定されない。そして、（１）電界強度分布及び指向性をシミュレーションにより取得した。その他、（２）長さＬ９についての評価を行った。以下に、まず、（１）電界強度分布及び指向性についての評価を説明する。
【０１３１】
（１）電界強度分布及び指向性についての評価
（１−１）実施例１−１〜１−３の平面アンテナ、理想平面アンテナ
（ａ）構成
実施例１−１〜１−３の平面アンテナとして、それぞれ上記の第１〜第３実施形態の平面アンテナ１００、１８０、１９０と同様の構成を有するアンテナを準備した。また、これら実施例との対比のため、理想平面アンテナと称する理想状態の平面アンテナを準備した。この理想平面アンテナというは、図２５〜図２７に示すものである。図２５は、理想平面アンテナを含むアンテナ装置の斜視図である。図２６は、図２５の理想平面アンテナのうち第１アンテナ導体及び第２アンテナ導体を含む領域の拡大図である。図２７は、図２６のＡ−Ａ線断面図である。
【０１３２】
図２５〜図２７に示すように、理想平面アンテナ１９５はアンテナ装置４０００の構成要素であり、第１実施形態の平面アンテナ１００において、支持部１５を含まないものである。つまり、アンテナ導体１３及び接続導体１１が、支持部１５を介することなく、グランド導体１６と空気を介して対向している。なお、支持部１５を設けない構成が最もアンテナ導体１３における電磁波に影響が少ないと考えられるため、理想平面アンテナと称している。その他の構成については、第１実施形態の平面アンテナ１００と同様であるので説明を省略する。
【０１３３】
実施例１−１〜１−３の平面アンテナ及び理想平面アンテナ１９５において、各アンテナ導体１３に関連する各寸法は、以下の表１の通りである。
【表１】
2020114027.tif 000003
【０１３４】
続いて、実施例１−１〜１−３の平面アンテナ（第１〜第３実施形態の平面アンテナ１００、１８０、１９０に相当）と、理想平面アンテナ１９５に対して、第１接続導体１１から電力１Ｗ、周波数７６ＧＨｚの電磁波を供給した。各平面アンテナにおける電界強度分布及び指向性は、次の通りである。
【０１３５】
（ｂ）電界強度分布
上記図４、図１４、図１８は、それぞれ各実施例１−１〜１−３の平面アンテナの電界強度分布である。図２８は、理想平面アンテナ１９５の電界強度分布である。実施例１−１〜１−３については、既に図４、図１４、及び図１８で説明したが、これら実施例と同様、理想平面アンテナ１９５においても、図２８に示す通り、定在波の節が位置する領域Ｖにおいて最も電界強度が小さかった。一方、各平面アンテナにおいて、定在波の腹が位置する領域Ｉ〜ＩＶにおいて最も電界強度が大きかった。
【０１３６】
（ｃ）指向性
図２９〜図３１は、各実施例１−１〜１−３の平面アンテナの指向性（角度毎の利得分布）である。図３２は、理想平面アンテナの指向性である。各図２９〜図３２において、実線はアンテナ導体１３における前後方向の指向性及び左右方向の指向性である。前後方向の指向性とは、例えば図２においてアンテナ導体１３を左右方向から側面視した場合における前後方向の利得である。一方、左右方向の利得とは、例えば図２においてアンテナ導体１３を前後方向から正面視した場合における左右方向の利得である。
【０１３７】
具体的には、実線では、直線αを通りアンテナ導体に垂直な平面において、中心点βを０°とし、ここから前側をプラスとして＋９０°まで利得を取得し、中心点βから後側をマイナスとして−９０°まで利得を取得している。一方、破線では、直線γを通りアンテナ導体１３に垂直な平面において、中心点βを０°とし、ここから左側をプラスとして＋９０°まで利得を取得し、中心点βから右側をマイナスとして−９０°まで利得を取得している。
【０１３８】
図２９〜図３２によれば、各実施例１−１〜１−３の平面アンテナ及び理想平面アンテ
ナ１９５のピーク利得は、以下の表２の通りであった。
【表２】
2020114027.tif 000004
【０１３９】
（１−２）比較例１
（ａ）構成
比較例として、比較例１の平面アンテナ５０００は、図３３の構成を有する。図３３は、比較例１の平面アンテナを含むアンテナ装置の斜視図である。図３４は、図３３のＡ−Ａ線断面図である。比較例１の平面アンテナ５０００は、第１実施形態の平面アンテナ１００において、アンテナ導体１３及び接続導体１１が、誘電体を介してグランド導体１６と対向している。よって、比較例１の平面アンテナ５０００は支持部を含まない。その他の構成については、第１〜第３実施形態の平面アンテナ１００、１８０、１９０と同様であるので説明を省略する。
【０１４０】
また、実施例１−１〜１−３と同様に、比較例１の平面アンテナ５０００に対して、第１接続導体１１から電力１Ｗ、周波数７６ＧＨｚの電磁波を供給した。比較例１の平面アンテナ５０００における電界強度分布及び指向性は、次の通りである。
【０１４１】
（ｂ）電界強度分布
図３５は、比較例１の平面アンテナ５０００での電界強度分布である。比較例１の平面アンテナ５０００においても、アンテナ導体１３の中央部分である領域Ｖにおいて最も電界強度が小さく、領域Ｉ〜ＩＶにおいて最も電界強度が大きかった。
【０１４２】
（ｃ）指向性
比較例１の平面アンテナ５０００について指向性を取得した。図３６は、比較例１の平面アンテナ５０００の指向性である。図３６に示すように、比較例１の平面アンテナ５０００において、ピーク利得が１０．９ｄＢとなった。
【０１４３】
（１−３）考察
電界強度分布及び指向性から以下の点が分かった。実施例１−１〜１−３（第１〜第３実施形態の平面アンテナ１００、１８０、１９０に相当）それぞれでは、図４、図１４、図１８に示すように、領域Ｖのアンテナ導体１３の直線γを含む中央近傍に支持部１５、１５１、１５２を配置している。領域Ｖは、前述も通り電界強度が弱い領域である。この場合に、上記に示す通り、実施例１−１〜１−３において、ピーク利得が比較例１の１０．９ｄＢよりも高くなっている。特に、実施例１−１（第１実施形態の平面アンテナ１００）においては、図３２に示す理想平面アンテナ１９５と同程度のピーク利得を確保できている。また、実施例１−２（第２実施形態の平面アンテナ１８０）においては、理想平面アンテナ１９５よりは下がるものの同程度のピーク利得を確保できている。また、実施例１−３（第３実施形態の平面アンテナ１９０）においても、比較例１のピーク利得よりも高く、ある程度高いピーク利得を有する平面アンテナを得ることができている。よって、実施例１−１〜１−３において、支持部１５、１５１、１５２を設けることにより生じる、アンテナ導体１３とグランド導体１６との間を伝搬する電磁波への影響が抑制されている。そして、その結果として、アンテナ損失を抑制できていると分かる。
【０１４４】
（２）長さＬ９についての評価
次に、実施例２−１、２−２を用いて、支持部１５の長さと関連のある長さＬ９の最適値について評価した。長さＬ９とは、上記第１実施形態の図３で示したように、アンテナ導体１３の中心点βを通る直線αから右水平部１５ＨＲ（１５ＨＲａ〜１５ＨＲｄ）の右端までの距離であり、あるいは、直線αから左水平部１５ＨＬ（１５ＨＬａ〜１５ＨＬｄ）の左端までの距離である。以下では、図３７Ａ及び図３７Ｂを用いてこの点について説明する。図３７Ａ及び図３７Ｂは、それぞれ以下に示す実施例２−１、２−２の各平面アンテナ１００１、１００２の電界強度分布を示す説明図である。この図３７Ａ及び図３７Ｂでは、各平面アンテナ１００１、１００２において、支持部１５が設けられた部分の断面における電界強度分布が示されている。
【０１４５】
（２−１）実施例２−１、２−２
（ａ）構成
図３７Ａ及び図３７Ｂに示すように、本発明の実施例２−１、２−２の平面アンテナ１００１、１００２は、上記の第１実施形態の平面アンテナ１００において、長さＬ９、Ｌ１０が以下の表３の通りである。その他の構成については第１実施形態の平面アンテナ１００と同様であるので説明を省略する。
【０１４６】
【表３】
2020114027.tif 000005
【０１４７】
上記の実施例２−１、２−２の平面アンテナ１００１、１００２に対して、第１接続導体１１から電力１Ｗ、７６ＧＨｚの電磁波を供給した。実施例２−１、２−２の平面アンテナ１００１、１００２における電界強度分布及び指向性は、次の通りである。
【０１４８】
（ｂ）電界強度分布
図３７Ａに示すように、実施例２−１の平面アンテナ１００１では、支持部１５（１５Ｌ、１５Ｒ）の右端部から左端部までの領域ＶＩＩ全体が、１つの電界強度の弱い領域となっている。
【０１４９】
また、実施例２−２の平面アンテナ１００２では、図３７Ｂに示すように、に示すように、支持部１５（１５Ｌ、１５Ｒ）の右端部から左端部までの領域は、領域ＶＩＩＩと、２つの領域ＶＸとを含む。領域ＶＩＩＩは、アンテナ導体１３が位置する領域である。２つの領域ＶＸそれぞれは、右支持部１５Ｒ及び左支持部１５Ｌが位置する。領域ＶＩＩＩ及び２つの領域ＶＸの左右方向の長さは概ね同じである。つまり、領域ＶＩＩＩの左右方向の長さＬ１０２と、２つの領域ＶＸの左右方向の長さＬ１０１とは、概ね同一である。領域ＶＩＩＩ及び２つの各領域ＶＸは、それぞれ電界強度の弱い領域となっている。
【０１５０】
（ｃ）指向性
実施例２−１の平面アンテナ１００１は、ピーク利得が約１２．５ｄＢであった。また、実施例２−２の平面アンテナ１００２も同様に、ピーク利得が約１２．５ｄＢであった。
【０１５１】
（２−２）考察
図３７Ａ及び図３７Ｂに示すように、実施例２−１、２−２の平面アンテナ１００１、１００２では、Ｌ１０がそれぞれλｇ×１／２（約１．８ｍｍ）及びλｇ×３／２（約５．６ｍｍ）であり、Ｌ１０＝λｇ×（ｎ／２）（ｎは１以上の奇数）である。さらには、実施例２−１、２−２の平面アンテナ１００１、１００２では、Ｌ９がそれぞれλｇ×１／４（約０．９ｍｍ）及びλｇ×３／４（約２．８ｍｍ）であり、Ｌ９＝λｇ×（ｏ／４）（ｏは１以上の奇数）である。この場合、図３３に示すように、支持部１５の右端部から左端部までの領域ＶＩＩ、ＶＩＩＩ、ＶＸは、電界強度が弱い。そして、実施例２−１、２−２の平面アンテナ１００１、１００２のピーク利得は、いずれも約１２．５ｄＢであり優れていた。つまり、支持部１５を設けることにより生じる、アンテナ導体１３とグランド導体１６との間を伝搬する電磁波への影響が抑制されていると分かった。よって、長さＬ１０はλｇ×（ｎ／２）（ｎは１以上の奇数）であるのが好ましく、長さＬ９はλｇ×（ｏ／４）（ｏは１以上の奇数）であるのが好ましいと分かった。
【符号の説明】
【０１５２】
１１ａ〜１１ｄ        ：接続導体
１３ａ〜１３ｄ        ：アンテナ導体
１５ａ〜１５ｄ        ：支持部
１５ＨＬ              ：左水平部
１５ＨＲ              ：右水平部
１５ＶＬ              ：左垂直部
１５ＶＲ              ：右垂直部
１６                  ：グランド導体
１００                ：平面アンテナ
１８０                ：平面アンテナ
１９０                ：平面アンテナ
１９５                ：理想平面アンテナ
２００                ：電力変換器
３００                ：高周波回路
【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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【図２４Ａ】
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【図２４Ｂ】
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【図２４Ｃ】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７Ａ】
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【図３７Ｂ】
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